家禽养殖粪便污染预防范文

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畜牧业已经成为我国部分农村经济最主要的支柱产业，近年来，随着畜禽养殖业的经营方式和饲养规模发生的重大变化，畜禽养殖业日益朝着集约化、规模化方向发展[1]，与其迅速发展相伴的是日益突出的环境问题。国家环保部的统计资料显示：我国2009年畜禽粪便产生总量约40亿t，是当年工业固体废弃物产生量的4.1倍[2]。多数的畜禽粪便未经处理即直接予以排放，其迅速腐烂发酵后产生NH3、H2S、胺、硫醇、苯酚、挥发性有机酸以及吲哚、粪臭素、乙醇、乙醛等上百种有毒有害物质[3]。畜禽生产过程中积累的大量粪尿不仅会污染表土层和地下水，其产生的有害气体还会污染大气，并由此产生一系列公害。如何有效的解决养殖业畜禽粪便治理问题，并使其无害化、资源化已经成为一个重要的研究热点。

1国内外对畜禽养殖污染的处理

各国对畜禽粪便的治理主要分为产前、产中和产后治理，产前主要包括制定相关政策，合理规划调整养殖场布局，科学配方饲料，加入各种添加剂提高N、P和微量元素Cu、Fe、Zn利用率，减少其排放量，降低粪尿发酵中氨与硫化氢的挥发；产中采取动物营养性环保措施，推广养殖场清洁生产技术，对可能出现污染的环节实行全程控制；产后通过物理、生化技术等对畜禽粪尿进行资源化、无害化处理[4]。目前对治理方法的研究侧重于末端治理，主要利用物理、化学、生物技术手段对畜禽粪尿进行脱水干化、絮凝沉淀、好氧厌氧发酵等各种处理，畜禽粪便经处理后可用于制作动物饲料、产生沼气，使其得到有效利用。范建伟等[5]采用活性污泥膜分离技术处理畜禽污水，用膜取代传统二沉池，活性污泥浓度高，剩余量少，同时解决了传统装置结构占地多等缺点，达到了良好的处理效果。邓良伟等[6]采用内循环厌氧反应器（IC工艺）处理猪场废水，BOD5去除率达到95.8%，悬浮物去除率为78.5%，沼气产气率达1.5~3m3/d。发达国家除了通过立法加以规范化管理外，在技术层面上主要采用厌氧堆肥和大沼气工程技术，使畜禽养殖废物达到综合利用和资源化处理[7]，即以厌氧消化为主要技术环节，把粪便和其它可生化废弃物与尿液和冲洗水实施分离收集后，实现堆肥化并对产生的臭气集中处理；使产生的沼渣、沼气和沼液达到综合利用[8,9]。据德国国家环保部2008年统计，德国使用牛、猪养殖场的粪便作为厌氧消化的基质，建设大型厌氧消化装置近4000座[10]。近年来，法国、荷兰、瑞士等国对工程化沼气干法发酵技术进行了深入的研究。从目前的研究来看，对畜禽养殖污染防治，研究末端治理的很多，考虑源头控制的少。而对畜禽养殖的污染防治应从污染的源头控制人手，开展清洁生产，减少粪污产生和排放。

2开发提高营养物利用率的环保饲料

由于质量平衡，营养物质利用率的提高将使畜禽粪便中营养物质的排出量减少。Galdámez-Cabrera[11]报道饲料利用率提高0.1%可减少营养物排出3.3%。开发环保饲料，提高畜禽饲料利用率，是降低污染物排放量，消除畜牧业环境污染的“治本”之举。具体措施可从以下几个方面考虑。

2.1降低氮和磷的排泄

国内外许多研究均已证明，畜禽养殖业中氮和磷排放是造成水体富营养化的重要原因。研究发现畜禽粪便中含有大量的氮素和磷素，经检测肉子鸡粪便中大约含食入氮的50%、食入磷的55%；生长猪排出物中含有的氮磷占食入量的80%~85%[12]。因此，提高氮、磷等营养物质的利用率，降低其在排泄物中的含量尤为重要。畜禽营养调控技术是解决这一问题的有效方法。

2.1.1按理想蛋白质模式配制畜禽生理需要的日粮所谓理想蛋白质就是能够被特定动物完全消化吸收的蛋白质，也就是说构成蛋白质的各种必需氨基酸都恰到好处地满足了动物的营养需要，既不多余，又不欠缺。以可消化氨基酸为基础，按照理想蛋白质模式来配制符合畜禽营养需要的日粮，可将传统日粮的粗蛋白水平降低2~3个百分点，而不影响生产性能，减少氮的排出[13]。工业合成氨基酸的诞生使降低日粮粗蛋白质的做法成为可能。据试验，在猪日粮中补充赖氨酸这种合成氨基酸，使其日粮中粗蛋白质水平降低2%，则猪的粪尿中排出的氮可减少25%。有研究表明，与15%蛋白质的日粮相比，生长猪11%蛋白质的日粮中添加赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸，氮的利用率可提高11%，氮的排泄量降低18%。Lee[14]的研究表明，使用合成氨基酸的低蛋白日粮可降低尿中氮的浓度并减少排尿量，两项总计可减少尿中总氮41%。

2.1.2饲料中添加酶制剂和微生态制剂添加酶制剂可以使存在于细胞内的蛋白质、淀粉等大分子营养物质释放出来，被动物消化吸收，所以酶制剂有利于营养物质吸收，可以提高饲料转化率。目前国内外市场上出售的酶制剂主要是植酸酶、植物细胞壁降解酶，脂肪酶、蛋白酶、纤维素分解酶等。我国畜禽饲料中大部分的磷（约75%）是属于有机态的植酸磷，不能被单胃动物所利用。研究证明，在日粮中添加植酸酶，减少无机磷的添加量，可以提高家禽饲料中植酸磷的利用率。日粮中磷含量每降低0.05个百分点，磷排出量减少8.2%[15]。Clark[16]报道，添加植酸酶使玉米-豆饼为主的肉鸡饲料中约33%不可利用的磷变为可利用磷，可降低磷排泄量17%~42%。Souza等[17]在生长猪的日粮中添加植酸酶的试验表明，植酸酶含量为1000FTU/kg时，饲料中磷的生物学效价可提高30%左右，从而使1/3不可利用的磷转变为可利用形式。但日常生产中，在大多数饲料厂，大部分的饲料会被加工成颗粒状。在造粒的过程中通常涉及温度在80~90℃、时间为30~90s的高温热处理，如何在饲料加工的过程中保持酶的热稳定性有待进一步研究。国外一些研究表明，植物细胞壁降解酶可以破坏细胞壁，降解抗营养因子。蛋白酶可以提高植物性饲料中氨基酸的利用率，减少粪氮的排泄量。在饲料中添加纤维素分解酶，在改善饲料消化率同时也减少了排粪量。微生态制剂是根据动物肠道内微生态环境平衡、营养理论，选用对动物消化道内营养物质消化代谢有益菌群，增加机体内源酶，促进营养物质的吸收转化，从而提高营养物质的利用。微生态制剂具有可以提高饲料转化率、清除粪便臭味和减轻畜禽排泄物中矿物元素对环境的污染等优点。有试验表明：在猪饲料中添加益生素1%~2%，可提高其生长速度10%以上，降低饲料消耗8%~10%，提高猪瘦肉率5%~8%，背膘厚度下降20%[18]。

2.2降低有毒金属元素铜、铁和锌的排泄

各饲料厂和养殖场普遍采用的微量元素添加剂如高铜、高铁、高锌等，生物效价低，多数未被动物利用便随畜粪排出而污染环境[19]。有机微量元素在消化道内可以溶解，并且是电中性的，更容易被动物所吸收利用。因此，与无机盐相比，在饲料中添加有机微量元素，剂量少便可以达到相同的效果，且可以减少金属离子的排出量。氨基酸和肽类微量元素的螯合物添加剂具有容易吸收、效价高的特点。有试验表明，100mg/kg的赖氨酸铜和250mg/kg蛋氨酸锌可以起到相当或高于250mg/kg硫酸铜和2500mg/kg氧化锌的促生长作用。

2.3合理加工日粮

采用合适的粉碎粒度、制粒和膨化技术、液体后喷涂技术均可提高饲料的质量和利用率，如对于仔猪，谷物最适宜的粉碎粒度为300~500μm，其中断奶后0~14天300μm为宜，15天以后500μm为宜。而且仔猪料的适合粒度因谷物种类的不同而变化，如小麦要求的粉碎粒度较玉米粗[20]。研究表明仅饲粮制粒，可使饲料利用率提高6.6%，使干物质和氮的排出量减少23%和22%。适宜的原料粉碎粒度、产品粒度对于改善动物对饲料的消化利用非常重要。

3发展农牧结合的生态畜牧业

从农业生态系统的角度看，畜牧业产生环境影响的关键是现代农业导致的农牧严重脱节[1]。现代集约农业的发展割裂了农业生态系统中种植业与畜牧业的有机联系，种植业和养殖业分离是造成粪便没有出路的关键，使畜禽粪便难以得到有效利用。特别是东部地区，集约化的养殖业与分产到户的种植业的矛盾更加尖锐，造成了生态链的严重断裂。因此实现畜禽养殖污染防治首先要重构农业产业体系，建立符合现代农业发展要求的农牧结合机制，发展生态畜牧业。

生态畜牧业体现了循环经济的原则，主要模式有种养结合和养养相结合两种，即畜牧业与种植业相结合，畜牧业与渔业相结合。通过畜牧业纽带，建立如鸡-鱼-藕、猪-沼-果的生态养殖模式，形成物流、能流、经济流的良性循环，提高资源利用率，自行消化畜牧养殖场产生的废弃物，变废为宝，这也是从源头减少畜禽污染的一条有效途径。