豬糞的環(huán)境污染及處理

1、規(guī)模化養(yǎng)豬生產(chǎn)的環(huán)境污染及防治改革開放以來，我國畜牧業(yè)創(chuàng)造了連續(xù)20多年持續(xù)年增長10%的奇跡。根據(jù)農(nóng)業(yè)部 畜牧業(yè)“九五”及2010年發(fā)展規(guī)劃，到2010年我國畜牧業(yè)還將以每年8%的速度增長。畜 牧業(yè)在滿足人民群眾物質(zhì)生活需要的同時(shí)， 也帶來嚴(yán)重的污染問題。而規(guī)?；i場因糞便 量大、含氮含磷高、難處理，已經(jīng)成為影響了養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展重要因素，也嚴(yán)重影響 人類健康。因此，充分認(rèn)識規(guī)?；B(yǎng)豬生產(chǎn)中的污染環(huán)境問題，分析其造成污染的原因， 并尋求科學(xué)有效的解決方法有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。1規(guī)?；B(yǎng)豬生產(chǎn)的環(huán)境污染1. 1直接污染1.1.1 土壤的營養(yǎng)累積 在養(yǎng)豬生產(chǎn)中，一頭豬就是一個(gè)污染源，一個(gè)養(yǎng)豬

2、場就是 一個(gè)污染物生產(chǎn)場。一頭豬日排糞尿6 kg（是人的5倍），年排泄量2. 5 t。以全國養(yǎng)豬4. 85 億頭計(jì)，則日排糞量291萬t,年排糞量10. 62億t。糞肥還田是目前糞便處理的主渠道， 但豬飼料中含較高劑量的微量元素， 經(jīng)消化吸收排泄后，仍殘留于排泄物。長期用糞便作 為有機(jī)肥，將導(dǎo)致磷、銅、鋅及其它微量元素在環(huán)境中的富積，對農(nóng)作物產(chǎn)生毒害作用， 影響作物的生長發(fā)育，使作物減產(chǎn)。如曾風(fēng)靡一時(shí)的在豬飼料中添加高劑量銅和鋅，以促進(jìn)豬的生長發(fā)育，但同時(shí)導(dǎo)致豬肌肉和肝臟中銅、 鋅的蓄積明顯上升，更嚴(yán)重的是顯著增 加了排泄物中銅、鋅含量，引起土壤的營養(yǎng)累積，造成環(huán)境污染。1.1. 2水體污染統(tǒng)

3、計(jì)結(jié)果表明，全國畜禽糞便年產(chǎn)量約為 17. 3億t,是工業(yè)廢棄物 的2. 7倍，糞便進(jìn)入水體流失率高達(dá)25%30%,養(yǎng)豬場的污水排放量為排糞量的 O. 5 1. 0倍。如果采取沖水清污，一頭豬污水排放量為30 kg/d, 一個(gè)萬頭豬場年排污水109.5 萬t,每天的排污量相當(dāng)于5萬人糞尿的生化需氧量（BOP值）。據(jù)測定，成年豬每日糞尿中 的BOP值為人類糞尿的13倍。據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測，用國家污水排入標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，豬場排 出的污水其化學(xué)需氧量（COD值）超標(biāo)53倍，五日生化需氧量（BOD ）超標(biāo)76倍，懸浮固體 物（SS）超標(biāo)14倍，以上3項(xiàng)綜合指標(biāo)的污染指數(shù)Pij 一63. 61,達(dá)到嚴(yán)重污染程

4、度。由于飼料中的氮、磷吸收率很低，大量的氮、磷被排出體外在土壤中累積，通過雨水的沖刷污染地下和地表水源，不僅使地表水的硝酸鹽含量超出允許范圍（50 mg/L）,還導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，使藻類過度生長，導(dǎo)致魚類的大量死亡。1. 1. 3臭味及有害氣體污染主要包括惡臭、有害氣體和攜帶病原微生物的粉塵。臭味主要源于糞尿在微生物和酶 作用下的降解產(chǎn)物。畜牧場散發(fā)出的惡臭，其臭味化合物有168種，其中30多種的臭味閾值W0. 001 mg/nr,在最低閾值的化合物中，有60%含硫。其中豬糞臭味化合物有75種， 主要是醇類、酸類、酮類、醛類、胺類、硫醇及含氮雜環(huán)化合物。這些氣體的閾值很低， 故臭味很大。一個(gè)年

5、出欄10. 8萬頭的豬場，每小時(shí)向大氣排放15. 9 kg NH、14. 5 kg H2s 15億個(gè)菌體、25. 9 kg粉塵，污染半徑達(dá)4. 550 km。在荷蘭，NH層造成環(huán)境污染的 一個(gè)重要因素，動(dòng)物飼養(yǎng)過程中產(chǎn)生的 NH通總氨量的92%。由于有害氣體都極易揮發(fā)， 進(jìn)入大氣后表現(xiàn)多方面的危害：刺激呼吸中樞，嚴(yán)重時(shí)造成組織細(xì)胞缺氧，豬長期接觸 會(huì)造成抵抗力下降，易發(fā)生疾病，生產(chǎn)性能降低；它是形成溫室效應(yīng)和酸雨的污染源之 一，空氣中的NH彼雨水變酸，溶于雨水中的S02曾多，形成（NH4）2SO纖在土壤中氧化，釋放出HNO3 H2SO4它們反過來又使酸沉降增加35倍。同時(shí)，酸沉降還會(huì)使水體 N

6、O3 一增多，造成水體富營養(yǎng)化；空氣中 NH卸HzS含量過高，會(huì)影響周圍人的健康。1. 2間接污染 主要是由畜產(chǎn)品帶來的，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大量使用農(nóng)藥，加上工業(yè) “三廢”任意排放，在養(yǎng)豬過程中濫用抗生素、激素等。各類有毒有害物質(zhì)殘留在畜產(chǎn)品 中，通過食物鏈進(jìn)入體內(nèi)產(chǎn)生毒性反應(yīng)和過敏反應(yīng)，嚴(yán)重危及人體健康。2. 1抗茵藥物污染 我國有17種抗生素、抗氧化劑、激素類藥物和11種抗菌劑作為 飼料添加劑用于飼喂畜禽。然而在使用過程中，已陸續(xù)出現(xiàn)危害人體健康的嚴(yán)重事件。最 主要原因是抗菌藥物有很強(qiáng)的副作用， 雖然它在短時(shí)間內(nèi)具有提高豬機(jī)體免疫機(jī)能、 促進(jìn) 生長發(fā)育和提高飼料轉(zhuǎn)化率等作用。 但其在豬體內(nèi)的殘

7、留會(huì)威脅人類的健康。 抗菌藥物隨 飼料進(jìn)入消化道后，其中一部分進(jìn)入血液循環(huán)，絕大部分經(jīng)腎臟的過濾后隨尿液排除體外， 極少量沒有排出且未被利用的，則殘留在機(jī)體內(nèi)。雖然其在豬體內(nèi)的殘留非常小，但豬最 終會(huì)變成產(chǎn)品被人類所食用。因此，藥物的殘留嚴(yán)重威脅著人類健康。2細(xì)菌污染 飼料在儲藏過程中，受到細(xì)菌、細(xì)菌毒素和霉菌毒素的污染。據(jù)報(bào) 道，能產(chǎn)生霉菌毒素的有9屬28種霉菌，主要是曲霉菌、青霉菌和鐮刀霉菌等。儲存的飼 料在微生物作用下，蛋白質(zhì)分解為 NH。、H2s硫醇、糞臭素等，脂肪分解產(chǎn)生酸、醛， 它們對動(dòng)物機(jī)體都是有害的。霉菌通過污染飼料和食品而影響人類健康。1.2.3農(nóng)藥對畜產(chǎn)品的污染 據(jù)我國近1

8、0年調(diào)查，豬肉、雞肉和雞蛋中六六六(BHC) 檢出率60%100%,超出率87%,超標(biāo)9倍以上者居多；滴滴涕(DDT)檢出率100%,超標(biāo) 率74%,超標(biāo)6. 5倍者居多。人們食用上述產(chǎn)品后，脂肪中會(huì)積蓄DDT等農(nóng)藥。據(jù)報(bào)道，我國人體脂肪中DD哈量已達(dá)到2. 720. 3 mg/kg,最高達(dá)31. 8 mg/kg。當(dāng)DDTft人體內(nèi)積累到3 mg/kg時(shí)，就能阻止人體許多重要的酶活性；如積累到 5 mg/kg時(shí)，就可 引起肝細(xì)胞壞死。在提倡“綠色食品”的飼料工業(yè)發(fā)展的今天， 農(nóng)藥對畜產(chǎn)品的污染已經(jīng) 作為飼料安全問題的一個(gè)重要議題而備受關(guān)注。2防治措施目前有荷蘭、德國、英國等，試圖通過立法來解決

9、因發(fā)展養(yǎng)豬業(yè)對環(huán)境造成的污染， 但導(dǎo)致養(yǎng)豬生產(chǎn)成本大大提高。目前，營養(yǎng)學(xué)家已將過去追求最大限度地提高豬的生產(chǎn)性 能，轉(zhuǎn)移到采取多種方式來有效平衡提高豬生產(chǎn)性能，以減少糞便對環(huán)境的污染。當(dāng)前， 有效控制和減少養(yǎng)豬業(yè)對環(huán)境的污染已成為養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要議題。1加大宣傳，制定法規(guī)人的因素是最根本的，只有認(rèn)識到豬場環(huán)境污染的嚴(yán)重性， 才能從根本上解決問題。因此，必須加強(qiáng)宣傳教育，提高全民環(huán)保意識，并針對我國國情 和養(yǎng)豬業(yè)污染情況，制定出切實(shí)可行的豬場環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、豬排泄物排放標(biāo)準(zhǔn)、飼料原料 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和飼料添加劑應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。同時(shí)，在限制飼養(yǎng)規(guī)模、場地選擇、產(chǎn)業(yè)布局和污染 物處理等作出嚴(yán)格規(guī)定，使養(yǎng)豬

10、業(yè)污染防治走向法制化和科學(xué)化的軌道。2科學(xué)規(guī)劃，合理布局 在養(yǎng)豬場的規(guī)劃和建設(shè)中，要科學(xué)規(guī)劃生產(chǎn)模式、飼養(yǎng)規(guī) 模，合理設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)施，合理布局養(yǎng)豬場的地理位置、分布、數(shù)量等。充分考慮當(dāng)?shù)刈匀?條件、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，調(diào)整和改造不合理豬場及豬舍，實(shí)行生產(chǎn)、治理、利用同時(shí) 規(guī)劃、同時(shí)實(shí)施、同時(shí)發(fā)展的“三同時(shí)”原則，力求達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)效益 的統(tǒng)一。3營養(yǎng)調(diào)控，減少污染 為豬提供過量營養(yǎng)以獲得高生產(chǎn)性能，是造成環(huán)境污染的主要原因之一。通過營養(yǎng)調(diào)控來最大限度地提高豬對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，是解決此問題的關(guān)鍵。3. 1準(zhǔn)確評估營養(yǎng)需要量和飼料原料營養(yǎng)價(jià)值設(shè)計(jì)配制出營養(yǎng)水平與豬生理需要一致的日糧，

11、 是減少營養(yǎng)浪費(fèi)的關(guān)鍵。因而準(zhǔn)確估測 豬在不同生理階段、環(huán)境、原料類型等條件下的營養(yǎng)需要量和對養(yǎng)分的消化利用率是決定 因素。所以，配制飼料的前提是有優(yōu)質(zhì)的原料， 核心是準(zhǔn)確地估測豬的營養(yǎng)需要和對所用 原料的消化率。在實(shí)際測定需要量時(shí)，所選豬要有代表性，基礎(chǔ)日糧、營養(yǎng)水平及環(huán)境條 件盡量與生產(chǎn)性能相符合。飼料原料中氨基酸和磷的含量變異較大，因而不僅要測出各種氨基酸和磷的含量，還應(yīng)測定各種氨基酸的回腸消化率和磷的全消化道消化率，以準(zhǔn)確地反映飼料的營養(yǎng)價(jià)值，配制的日糧才能既符合豬的營養(yǎng)需要， 又減少養(yǎng)分排泄，同時(shí)還能 有效地預(yù)測豬的生產(chǎn)性能。2. 3. 2選擇優(yōu)質(zhì)飼料原料 要注意選購消化率高、營養(yǎng)變

12、異小的原料。據(jù)測定， 選擇高消化率的飼料可至少減少5%的糞氮排出。要注意選擇有毒有害成分低、安全性 高的原料。低品質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料（如水解羽毛粉）會(huì)明顯增加豬的氮排泄量；磷酸一鈣比磷 酸三鈣更易被生長豬消化利用；豬對鋅的利用，氧化鋅要比醋酸鋅、碳酸鋅、硫酸鋅好， 而250 mg/kg的蛋氨酸鋅即可產(chǎn)生與2000 mg/kg氧化鋅相同的促生長作用。2. 3. 3 改善日糧配方與加工工藝2. 3. 3. 1改善日糧配方 按照理想蛋白模式來配制符合豬營養(yǎng)需要的平衡日糧， 可將傳統(tǒng)日糧粗蛋白質(zhì)（CP）水平降低2%3%,既可保證豬正常生產(chǎn)性能，又可減少氮的 排放。飼料CP每降低1%,氮的排出減少8. 4%

13、,降低2%時(shí)，則減少20%。添加各種合 成氨基酸并平衡日糧，可使飼料中CP量減少2%4%;低蛋白質(zhì)日糧+合成氨基酸組同高蛋白質(zhì)日糧組相比，糞氮排泄量下降40%,臭味物質(zhì)濃度減低，環(huán)境泥漿中 pH干物質(zhì) 含量、總氮及有機(jī)氮含量均下降；在仔豬玉米一豆餅型日糧中添加O. 2%賴氨酸，使日糧CP含量從18%降到16%,既不影響豬的生產(chǎn)性能，又可使糞便中干物質(zhì)、氮肥排泄量 降低22. 51%和 17. 51%。當(dāng)日糧中銅、鋅含量剛好滿足豬對其需要時(shí)，它們在糞便中的排出量就會(huì)顯著降低； 在日糧中添加纖維可減少糞臭味產(chǎn)生；在日糧中應(yīng)用碳酸氫鹽可提高腸道pH,降低后腸中呻噪產(chǎn)生，降低糞臭味；增加日糧中非淀粉多

14、糖含量可減少尿氮排泄量，增加糞氮排泄量。由于尿氮轉(zhuǎn)化氨的速度明顯高于糞氮， 因而增加日糧中淀粉多糖將減少氨的產(chǎn)生與散 發(fā)量。2. 3. 3. 2改進(jìn)飼料加工工藝 飼料加工工藝的改進(jìn)，可以促進(jìn)飼料的合理加工， 提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，最大程度地減少因飼料加工不合理帶來的環(huán)境污染。粉碎后的飼 料粒度降低，表面積增大，有更多的機(jī)會(huì)同消化酶反應(yīng)，可提高消化率。豬飼料顆粒在700 800 tzm,飼料轉(zhuǎn)化率最佳，且不發(fā)生潰瘍和結(jié)塊問題。飼料的膨化和顆?；幚砜墒闺S糞便排出的干物質(zhì)減少1/3。膨化可將大分子的淀粉和蛋白質(zhì)等切成小分子的物質(zhì)，更有利于消化吸收。制粒可破碎飼料中的物理結(jié)構(gòu)，使豬對飼料的利用率提高

15、。2.3. 4合理使用飼料添加劑 在飼料中添加微生態(tài)制劑、酶制劑、絲蘭屬植物提取物、 中草藥等，不僅能提高飼料轉(zhuǎn)化率，而且能減少有害物質(zhì)的排放，減輕豬場惡臭。研究結(jié) 果證明，植酸酶可提高飼料中磷的利用率，減少磷的排出。日糧中使用多糖銅螯合物時(shí)， 可減少日糧銅含量，減少銅的排出；在生長豬日糧中添加5%沸石，能提高豬的生長性能， 氨氣的排放量下降21%;生長豬日糧中添加2%海泡石，可使豬糞尿中氨散發(fā)量減少6%7% ;生長豬日糧中添加膨潤土，也使糞尿中氨散發(fā)量減少；荷蘭與法國的研究結(jié)果表明， 日糧中添加120 mg/kg的除臭靈，可明顯減少豬場氨濃度(28. 5%42. 5%),還可提 高飼料轉(zhuǎn)化率

16、，減少發(fā)病率，降低治療成本。2. 3. 5改變飼喂方式2. 3. 5. 1階段飼 實(shí)踐證明，多階段飼喂是降低排泄的有效措施。多階段飼喂可 提高飼料轉(zhuǎn)化效率約7%。不同階段生長豬(1025 kg、2545 kg、4070 kg、70110 kg),日糧有效磷分別為3. 7、3. O 2. 2、1. 7 g/kg日糧。妊娠與泌乳母豬分別為2. 1 g和3. Og/kg日糧。即隨著生長豬體重的增加，每千克日糧中可利用磷逐漸降低。 因此， 采取階段飼養(yǎng)方式可減少磷的排放；生長豬采取二階段飼養(yǎng)可以降低磷的排出量6%(Lenis ,1989);采用多階段飼養(yǎng)可以減少磷的排出量 22 9/5(Beer等，1

17、991);在妊娠 與泌乳期間采用二階段飼養(yǎng)可以降低磷的排出量20 9/6;對斷奶仔豬采取三階段飼養(yǎng)體系，體現(xiàn)斷奶仔豬由乳汁過渡到固體谷物料的轉(zhuǎn)變，營養(yǎng)成分則由高脂肪、高乳糖、高碳 水化合物過渡，通過多階段飼養(yǎng)可降低尿氮排泄14. 7%,氨氮排泄16. 8%。2. 3. 5. 2公母分飼 不同性別豬的營養(yǎng)需不同，將公豬、閹公豬、母豬分開飼養(yǎng)， 可以針對其不同的營養(yǎng)需要配制日糧，以減少飼料浪費(fèi)和污染。去勢公豬與母豬相比，盡管在體重25kg以前差異不明顯，但在此之后，前者的采食量與增重速度要高于后者。在 肥育階段，去勢公豬采食量與增重速度要高于母豬15 9/5,但是去勢公豬的瘦肉率低。因此，采取公母

18、分飼，根據(jù)其不同的營養(yǎng)需要量配制日糧，可減少氮和磷的排放量，對于 控制污染具有明顯效果。2. 4糞污利用，變廢為寶變廢為寶，實(shí)現(xiàn)有機(jī)糞尿的資源化是污染防治的方向。豬糞尿既是廢棄物，同時(shí)又是資源。我國每年排放的畜禽糞尿中含氮約1597萬t、磷363萬t及1億多t的有機(jī)質(zhì)，具有很高的利用價(jià)值。2. 4. 1應(yīng)用生物技術(shù)處理豬排泄物 應(yīng)用生物技術(shù)處理豬排泄物，將使糞尿排泄物 不再是污染源，而是寶貴的能源。在未來的能源生產(chǎn)中，沼氣將扮演越來越重要的角色。16頭豬糞產(chǎn)生的沼氣相當(dāng)于1 t汽油的能量。在養(yǎng)豬場內(nèi)，建立一個(gè)生物發(fā)酵罐（沼氣池）， 以豬糞及其污水和其它植物性原料為基質(zhì)， 利用微生厭氧發(fā)酵原料生

19、產(chǎn)沼氣和有機(jī)肥， 可 以處理大量污染物，并能使其BOD減少70%90%。如意大利研制出一種厭氧發(fā)酵裝置， 能使沼氣甲烷含量達(dá)70%以上，每年制取沼氣1500萬mi,節(jié)約大量有機(jī)礦物肥料，成為 處理畜禽糞尿理想的設(shè)施。2. 4. 2應(yīng)用生態(tài)凈化技術(shù)處理豬場污水例如，在養(yǎng)豬場內(nèi)，建交人工濕地碎石床，在 碎石床上栽種耐有機(jī)物污水的植物，植物能吸收碎石床中的營養(yǎng)物質(zhì)，凈化污水。同時(shí)， 污水滲透石床后，在一定時(shí)間內(nèi)會(huì)生長出生物膜，當(dāng)根區(qū)有氧時(shí)，生物膜上的大量微生物 把有機(jī)物分解成Cd和H。O,同時(shí)通過氨化、硝化作用把有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮。所以， 人工濕地碎石床是植物的土壤，又是一種高效的具有凈化作用的生物濾床。2. 4. 3開發(fā)糞便綜合利用技術(shù) 還田仍是目前世界范圍內(nèi)豬糞最主要的處理途徑。 不過在我國，由于大中型豬場的崛起、豬場周圍的土地有限、運(yùn)往遠(yuǎn)處費(fèi)用過高、農(nóng)戶使 用化肥的便利及主要?jiǎng)趧?dòng)力的轉(zhuǎn)移等原因，使糞污大量積壓。通過將豬糞便配以輔料，經(jīng)過堆置發(fā)酵等工藝流程，加工成優(yōu)質(zhì)高效的有機(jī)肥，是今后應(yīng)重點(diǎn)扶持發(fā)展方向之一。自然堆肥方法可使肥堆內(nèi)