家禽養(yǎng)殖糞便污染預(yù)防范文

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畜牧業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)部分農(nóng)村經(jīng)濟(jì)最主要的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)營(yíng)方式和飼養(yǎng)規(guī)模發(fā)生的重大變化，畜禽養(yǎng)殖業(yè)日益朝著集約化、規(guī)模化方向發(fā)展[1]，與其迅速發(fā)展相伴的是日益突出的環(huán)境問題。國(guó)家環(huán)保部的統(tǒng)計(jì)資料顯示：我國(guó)2009年畜禽糞便產(chǎn)生總量約40億t，是當(dāng)年工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的4.1倍[2]。多數(shù)的畜禽糞便未經(jīng)處理即直接予以排放，其迅速腐爛發(fā)酵后產(chǎn)生NH3、H2S、胺、硫醇、苯酚、揮發(fā)性有機(jī)酸以及吲哚、糞臭素、乙醇、乙醛等上百種有毒有害物質(zhì)[3]。畜禽生產(chǎn)過(guò)程中積累的大量糞尿不僅會(huì)污染表土層和地下水，其產(chǎn)生的有害氣體還會(huì)污染大氣，并由此產(chǎn)生一系列公害。如何有效的解決養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便治理問題，并使其無(wú)害化、資源化已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。

1國(guó)內(nèi)外對(duì)畜禽養(yǎng)殖污染的處理

各國(guó)對(duì)畜禽糞便的治理主要分為產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后治理，產(chǎn)前主要包括制定相關(guān)政策，合理規(guī)劃調(diào)整養(yǎng)殖場(chǎng)布局，科學(xué)配方飼料，加入各種添加劑提高N、P和微量元素Cu、Fe、Zn利用率，減少其排放量，降低糞尿發(fā)酵中氨與硫化氫的揮發(fā)；產(chǎn)中采取動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)性環(huán)保措施，推廣養(yǎng)殖場(chǎng)清潔生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)可能出現(xiàn)污染的環(huán)節(jié)實(shí)行全程控制；產(chǎn)后通過(guò)物理、生化技術(shù)等對(duì)畜禽糞尿進(jìn)行資源化、無(wú)害化處理[4]。目前對(duì)治理方法的研究側(cè)重于末端治理，主要利用物理、化學(xué)、生物技術(shù)手段對(duì)畜禽糞尿進(jìn)行脫水干化、絮凝沉淀、好氧厭氧發(fā)酵等各種處理，畜禽糞便經(jīng)處理后可用于制作動(dòng)物飼料、產(chǎn)生沼氣，使其得到有效利用。范建偉等[5]采用活性污泥膜分離技術(shù)處理畜禽污水，用膜取代傳統(tǒng)二沉池，活性污泥濃度高，剩余量少，同時(shí)解決了傳統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)占地多等缺點(diǎn)，達(dá)到了良好的處理效果。鄧良偉等[6]采用內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IC工藝）處理豬場(chǎng)廢水，BOD5去除率達(dá)到95.8%，懸浮物去除率為78.5%，沼氣產(chǎn)氣率達(dá)1.5~3m3/d。發(fā)達(dá)國(guó)家除了通過(guò)立法加以規(guī)范化管理外，在技術(shù)層面上主要采用厭氧堆肥和大沼氣工程技術(shù)，使畜禽養(yǎng)殖廢物達(dá)到綜合利用和資源化處理[7]，即以厭氧消化為主要技術(shù)環(huán)節(jié)，把糞便和其它可生化廢棄物與尿液和沖洗水實(shí)施分離收集后，實(shí)現(xiàn)堆肥化并對(duì)產(chǎn)生的臭氣集中處理；使產(chǎn)生的沼渣、沼氣和沼液達(dá)到綜合利用[8,9]。據(jù)德國(guó)國(guó)家環(huán)保部2008年統(tǒng)計(jì)，德國(guó)使用牛、豬養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便作為厭氧消化的基質(zhì)，建設(shè)大型厭氧消化裝置近4000座[10]。近年來(lái)，法國(guó)、荷蘭、瑞士等國(guó)對(duì)工程化沼氣干法發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。從目前的研究來(lái)看，對(duì)畜禽養(yǎng)殖污染防治，研究末端治理的很多，考慮源頭控制的少。而對(duì)畜禽養(yǎng)殖的污染防治應(yīng)從污染的源頭控制人手，開展清潔生產(chǎn)，減少糞污產(chǎn)生和排放。

2開發(fā)提高營(yíng)養(yǎng)物利用率的環(huán)保飼料

由于質(zhì)量平衡，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的提高將使畜禽糞便中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排出量減少。Galdámez-Cabrera[11]報(bào)道飼料利用率提高0.1%可減少營(yíng)養(yǎng)物排出3.3%。開發(fā)環(huán)保飼料，提高畜禽飼料利用率，是降低污染物排放量，消除畜牧業(yè)環(huán)境污染的“治本”之舉。具體措施可從以下幾個(gè)方面考慮。

2.1降低氮和磷的排泄

國(guó)內(nèi)外許多研究均已證明，畜禽養(yǎng)殖業(yè)中氮和磷排放是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因。研究發(fā)現(xiàn)畜禽糞便中含有大量的氮素和磷素，經(jīng)檢測(cè)肉子雞糞便中大約含食入氮的50%、食入磷的55%；生長(zhǎng)豬排出物中含有的氮磷占食入量的80%~85%[12]。因此，提高氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，降低其在排泄物中的含量尤為重要。畜禽營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)是解決這一問題的有效方法。

2.1.1按理想蛋白質(zhì)模式配制畜禽生理需要的日糧所謂理想蛋白質(zhì)就是能夠被特定動(dòng)物完全消化吸收的蛋白質(zhì)，也就是說(shuō)構(gòu)成蛋白質(zhì)的各種必需氨基酸都恰到好處地滿足了動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需要，既不多余，又不欠缺。以可消化氨基酸為基礎(chǔ)，按照理想蛋白質(zhì)模式來(lái)配制符合畜禽營(yíng)養(yǎng)需要的日糧，可將傳統(tǒng)日糧的粗蛋白水平降低2~3個(gè)百分點(diǎn)，而不影響生產(chǎn)性能，減少氮的排出[13]。工業(yè)合成氨基酸的誕生使降低日糧粗蛋白質(zhì)的做法成為可能。據(jù)試驗(yàn)，在豬日糧中補(bǔ)充賴氨酸這種合成氨基酸，使其日糧中粗蛋白質(zhì)水平降低2%，則豬的糞尿中排出的氮可減少25%。有研究表明，與15%蛋白質(zhì)的日糧相比，生長(zhǎng)豬11%蛋白質(zhì)的日糧中添加賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸，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糧可降低尿中氮的濃度并減少排尿量，兩項(xiàng)總計(jì)可減少尿中總氮41%。

2.1.2飼料中添加酶制劑和微生態(tài)制劑添加酶制劑可以使存在于細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、淀粉等大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放出來(lái)，被動(dòng)物消化吸收，所以酶制劑有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，可以提高飼料轉(zhuǎn)化率。目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上出售的酶制劑主要是植酸酶、植物細(xì)胞壁降解酶，脂肪酶、蛋白酶、纖維素分解酶等。我國(guó)畜禽飼料中大部分的磷（約75%）是屬于有機(jī)態(tài)的植酸磷，不能被單胃動(dòng)物所利用。研究證明，在日糧中添加植酸酶，減少無(wú)機(jī)磷的添加量，可以提高家禽飼料中植酸磷的利用率。日糧中磷含量每降低0.05個(gè)百分點(diǎn)，磷排出量減少8.2%[15]。Clark[16]報(bào)道，添加植酸酶使玉米-豆餅為主的肉雞飼料中約33%不可利用的磷變?yōu)榭衫昧祝山档土着判沽?7%~42%。Souza等[17]在生長(zhǎng)豬的日糧中添加植酸酶的試驗(yàn)表明，植酸酶含量為1000FTU/kg時(shí)，飼料中磷的生物學(xué)效價(jià)可提高30%左右，從而使1/3不可利用的磷轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫眯问健５粘Ｉa(chǎn)中，在大多數(shù)飼料廠，大部分的飼料會(huì)被加工成顆粒狀。在造粒的過(guò)程中通常涉及溫度在80~90℃、時(shí)間為30~90s的高溫?zé)崽幚恚绾卧陲暳霞庸さ倪^(guò)程中保持酶的熱穩(wěn)定性有待進(jìn)一步研究。國(guó)外一些研究表明，植物細(xì)胞壁降解酶可以破壞細(xì)胞壁，降解抗?fàn)I養(yǎng)因子。蛋白酶可以提高植物性飼料中氨基酸的利用率，減少糞氮的排泄量。在飼料中添加纖維素分解酶，在改善飼料消化率同時(shí)也減少了排糞量。微生態(tài)制劑是根據(jù)動(dòng)物腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境平衡、營(yíng)養(yǎng)理論，選用對(duì)動(dòng)物消化道內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化代謝有益菌群，增加機(jī)體內(nèi)源酶，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收轉(zhuǎn)化，從而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用。微生態(tài)制劑具有可以提高飼料轉(zhuǎn)化率、清除糞便臭味和減輕畜禽排泄物中礦物元素對(duì)環(huán)境的污染等優(yōu)點(diǎn)。有試驗(yàn)表明：在豬飼料中添加益生素1%~2%，可提高其生長(zhǎng)速度10%以上，降低飼料消耗8%~10%，提高豬瘦肉率5%~8%，背膘厚度下降20%[18]。

2.2降低有毒金屬元素銅、鐵和鋅的排泄

各飼料廠和養(yǎng)殖場(chǎng)普遍采用的微量元素添加劑如高銅、高鐵、高鋅等，生物效價(jià)低，多數(shù)未被動(dòng)物利用便隨畜糞排出而污染環(huán)境[19]。有機(jī)微量元素在消化道內(nèi)可以溶解，并且是電中性的，更容易被動(dòng)物所吸收利用。因此，與無(wú)機(jī)鹽相比，在飼料中添加有機(jī)微量元素，劑量少便可以達(dá)到相同的效果，且可以減少金屬離子的排出量。氨基酸和肽類微量元素的螯合物添加劑具有容易吸收、效價(jià)高的特點(diǎn)。有試驗(yàn)表明，100mg/kg的賴氨酸銅和250mg/kg蛋氨酸鋅可以起到相當(dāng)或高于250mg/kg硫酸銅和2500mg/kg氧化鋅的促生長(zhǎng)作用。

2.3合理加工日糧

采用合適的粉碎粒度、制粒和膨化技術(shù)、液體后噴涂技術(shù)均可提高飼料的質(zhì)量和利用率，如對(duì)于仔豬，谷物最適宜的粉碎粒度為300~500μm，其中斷奶后0~14天300μm為宜，15天以后500μm為宜。而且仔豬料的適合粒度因谷物種類的不同而變化，如小麥要求的粉碎粒度較玉米粗[20]。研究表明僅飼糧制粒，可使飼料利用率提高6.6%，使干物質(zhì)和氮的排出量減少23%和22%。適宜的原料粉碎粒度、產(chǎn)品粒度對(duì)于改善動(dòng)物對(duì)飼料的消化利用非常重要。

3發(fā)展農(nóng)牧結(jié)合的生態(tài)畜牧業(yè)

從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的角度看，畜牧業(yè)產(chǎn)生環(huán)境影響的關(guān)鍵是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)導(dǎo)致的農(nóng)牧嚴(yán)重脫節(jié)[1]。現(xiàn)代集約農(nóng)業(yè)的發(fā)展割裂了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中種植業(yè)與畜牧業(yè)的有機(jī)聯(lián)系，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)分離是造成糞便沒有出路的關(guān)鍵，使畜禽糞便難以得到有效利用。特別是東部地區(qū)，集約化的養(yǎng)殖業(yè)與分產(chǎn)到戶的種植業(yè)的矛盾更加尖銳，造成了生態(tài)鏈的嚴(yán)重?cái)嗔选Ｒ虼藢?shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖污染防治首先要重構(gòu)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，建立符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求的農(nóng)牧結(jié)合機(jī)制，發(fā)展生態(tài)畜牧業(yè)。

生態(tài)畜牧業(yè)體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，主要模式有種養(yǎng)結(jié)合和養(yǎng)養(yǎng)相結(jié)合兩種，即畜牧業(yè)與種植業(yè)相結(jié)合，畜牧業(yè)與漁業(yè)相結(jié)合。通過(guò)畜牧業(yè)紐帶，建立如雞-魚-藕、豬-沼-果的生態(tài)養(yǎng)殖模式，形成物流、能流、經(jīng)濟(jì)流的良性循環(huán)，提高資源利用率，自行消化畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的廢棄物，變廢為寶，這也是從源頭減少畜禽污染的一條有效途徑。