沼气
在前苏联作家弗·梅津米夫著的《世界奇迹之谜》中,记述了 19 世纪一位护林员亲眼目睹的一件“怪事”。有一年夏天,从一个沼泽的深处突然冒出来一根高达 20~30 米的大水柱。当它开始下降时,周围 50 米的地方内下了几秒钟的“暴雨”。
经过调查后来弄清楚了,原来这是沼泽底部的沼气从淤泥中冲击出来造成的景象。沼气是植物在沉积层腐烂过程中产生的气体。在一般情况下,这种气体不会突然“发怒”而冲出,只是时不时地从死水坑底向水面上冒出一个个气泡,然后就无声无息地消失。但是,当沼气在死水坑底积得很多,而又无处可排泄时,就会像爆炸似的突然喷出来。
沼气自古就出现在沼泽、河底、湖底、池塘、污水池等厌氧环境中,是植物等有机质在微生物的作用下腐烂、分解出来的一种可燃气体,由于通常出现在沼泽地带,就俗称沼气。
古人不知道沼气形成的原理,就以为是水底闹鬼。例如,那位护林员看到的那个喷沼气的沼泽,当地人把它叫做“撒伊旦湖”,撒伊旦在伊斯兰的神话传说中是恶魔的意思。而“撒旦”则是专门指鬼而言。
在有文字的历史记载中,说 1896 年在爱尔兰出现过一次强大的沼泽喷气现象,即那里有一个大纽特莫沼泽,曾喷出强大的污流,飞溅到好几公里以外,淹没了所到之处的一切东西,并把附近的一座房屋淹埋在污泥中,使住在房里的人被活活闷死。
也是 19 世纪,在俄国的奥涅湖附近,也出现过一次沼泽大喷射现象。在
一处污流遍地的沼泽草地上,一连几天都能看到一个高达 4 米的喷泉,但喷泉中都是污水、淤泥和沙子。
这些奇迹都是沼气创造出来的,只是那时人们还没有搞清它形成的原因,因此感到神秘。
后来,科学家用一种底部是喇叭形状,顶部有一细管的玻璃仪器,罩在冒泡的水面上,使冒出的气泡沿着顶部细管,通到橡皮管中,收集起来,然后对收集到的气体加以分析,才知道沼气是一种可燃的甲烷气,并分析了沼气的生成原因。然后用人工方法制造出沼气,证实了沼气是植物在微生物作用下腐烂时产生出的可燃气体的正确结论。
我国生产利用沼气的历史,可以从 1929 年在广东省汕头的“国瑞瓦斯沼气公司”成立算起。但是因时局动荡等多种原因,解放前沼气的发展时续时断,进展缓慢。
1936 年,我国著名科学家周培源曾在江苏宜兴县建造了一个水压式活动盖埋入地下的沼气池,用制造出来的沼气烧饭和点灯。浙江省诸暨县安华镇也在 1936 年建造了沼气池,将沼气引到各家供居民作照明用。1937 年,河北武安县在室内建了一个沼气池。据传,直到解放后,这个沼气池一直产生着沼气。
到 70 年代,沼气在我国农村得到大力发展,它不仅大大缓解了农村缺少燃料的困难,而且对净化农村的脏乱环境起到了积极作用,对农村生产的促进作用也特别明显。截止到 1985 年,我国农村就建立了 700 多万个沼气池, 居世界第一。而且以后年年在增加。
沼气为什么会在农村如此迅速的推广呢?原来,农民只要把人畜的粪便、农作物的秸秆和各种有机质放进沼气池,让它们腐烂发酵,就能产生可燃烧的甲烷气体。农民不仅可以用沼气点灯做饭,还可以用它作燃料代替柴油、煤油开动拖拉机、抽水机、碾米磨面机、饲料粉碎机;还可以用来烘干农产品,是一种很方便的能源。
北京市大兴县的留民营村,善于利用沼气,1984 年被联合国环境规划署命名为“中国生态农业第一村”。留民营村的领头人张占林,1987 年又被联合国环境规划署授予全球环境保护先进人物。
原来,留民营村每家每户都把有碍环境卫生的人畜粪便、农作物垃圾及有机质全部放进沼气池生产沼气,而沼气池中的发酵液和残渣经过沤制,又都成为很好的有机质肥料。因此留民营村 1200 亩粮食作物及 200 多亩大棚蔬菜,从来不用化肥和农药。既提供了能源,又净化了环境,还得到了优质的有机肥料,提高了农产品的质量。国外许多人曾多次来留民营村化验他们种植的蔬菜和稻米,其中不含任何有害人体的化肥和农药残留物,被称为最干净的稻米和蔬菜,无愧为“中国生态农业第一村”。留民营村应用沼气和生态农业的经验在国内外的广大农村中迅速得到了推广。