郑 梅 刘 翀
摘要我国畜禽养殖业的养殖规模日益扩大,带来经济发展的同时也不可避免地造成了环境污染。归纳了蚌埠市规模化畜禽养殖业环境污染的现状,从生产、技术和管理上分析了影响畜禽养殖业环境污染的主要因素,并提出了污染治理的对策。
关键词畜禽养殖;粪污;环境污染;“四化”处理
中图分类号X503.221文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)04-0230-02
随着经济的不断发展,遍布城郊的畜禽养殖业呈现出稳定的增长态势,成为我国新的经济增长点,但也造成农村面源污染加剧,使我国的污染结构发生转变,在“一控双达标”工作初见成效以后,我国的主要污染由工业污染悄悄向农村面源污染转移,其中规模化畜禽养殖业造成的面源污染及对江河造成的水质污染正上升为新的环境问题。因此,集约化、规模化的畜禽养殖场和养殖区如何根据养殖规模,分阶段逐步控制实现生态养殖,减少农村畜禽养殖粪污带来的环境污染问题,已成为我国畜禽业生产和环保事业面临的挑战。
1畜禽粪污排放
畜禽粪污指包括畜禽养殖过程中排放的畜禽粪尿、畜禽舍的垫料、废饲料、散落的羽毛、清洗畜禽体和饲料场及器具所产生的污水等废物。
1.1畜禽粪污排放现状
畜禽粪污的排放量是通过不同畜禽种类的排泄系数与当时的饲养总量估算出来的,它与畜禽的品种、性别、生长期、饲料、气候、地域情况等因素有关。畜禽粪污排泄系数及畜禽粪污中污染物浓度见表1、表2。
据蚌埠市统计:至2007年年底,全市生猪存栏数747 768头;奶(菜)牛存栏数为187 816头;家禽存栏数为1 185.5万只。按照表1的排泄系数计算,2007年蚌埠市全年产生粪污量见表3。
从表3可以看出,2007年蚌埠市畜禽粪产生量达191.77万吨,尿产生量达117.66万吨,其中牛粪尿205.66万吨;猪粪尿78.87万吨;家禽粪24.90万吨。
按照表2的畜禽粪污中污染物浓度计算,2007年蚌埠市畜禽粪污中污染物总量见表4。
从表4可以看出,2007年蚌埠市畜禽粪污中化学需氧量排放量为8.03万吨,生化需氧量排放量为6.88万吨,氨氮排放量为0.75万吨,总磷排放量为0.49万吨,总氮排放量为1.80万吨,污染物给环境质量带来的危害相当严重。
1.2畜禽粪污对环境的危害
(1)水体水质下降。多数集约化养殖场的粪污未经处理随意排放,使粪便中的氮磷及其他有毒有害成分,随污水或雨水进入地表水,进而通过土壤进入地下水。粪污中的有机质进入水体后,使水体变色、发黑,加速了底泥沉积,有机质分解的养分可能引起大量的藻类和杂草疯长,有机质的氧化迅速消耗水中的氧,使水体溶解氧降低,引起部分水生生物死亡;此外,用有机质含量高的畜禽粪水灌溉稻田,易使禾苗疯长、倒伏,还会使稻谷晚熟或绝收;用于鱼塘或注入江河,会导致低等植物(如藻类)大量繁殖,威胁鱼类生长。
(2)环境空气质量下降。排入环境中的畜禽粪尿常混合在一起,在微生物的作用下,其中的含氮物质迅速降解,产生大量挥发性脂肪酸和氨。另外,在粪尿中还发现了80多种含氮化合物,其中二氧化氮、乙硫醇、甲硫醇、硫化氢等是产生恶臭的重要原因,这些有害气体散布到空气中,使空气的污浊度升高,降低了空气质量,严重时可对人的眼睛、皮肤等器官产生不良影响或引发呼吸系统疾病。另外,畜禽粪便中散发的CH4、CO2和N2O气体还是造成地球温室效应的主要气体,据报道,CH4对全球气候变暖的增温贡献大约为15%,而且在这15%的比率中,畜禽养殖业所排放的CH4量最大。
(3)导致疾病传播。粪便中大量的病原微生物和寄生虫卵随污水排放,使环境中的病原种类增多。据测试分析,禽畜养殖场排放的污水中,平均1mL含33万个大肠杆菌和69万个大肠球菌;1L沉淀池污水中含190多个蛔虫卵和100多个毛首线虫卵。另外,粪便堆积使蚊蝇、病原菌和寄生虫大量繁殖,加快了人畜传染病和寄生虫病的传播蔓延。
(4)影响畜产品安全。未经无害化处理的粪污,会导致畜禽生产环境恶化,一方面直接影响畜产品的质量;另一方面导致畜禽应激和疫病发生。为防治疾病和净化环境而使用的各类药物使用量加大,使畜产品中的激素和药物残留问题日趋严重。
1.3畜禽粪污的特点
(1)污染负荷大。据测算,饲养1只鸡、1头猪、1头牛每年所产生的污染负荷(生化需氧量),其人口当量分别为0.5~0.7人、10~13人、30~50人。
(2)污染成分复杂。对典型规模化养殖厂畜禽粪的主要化学组成进行测定结果表明,规模化养殖畜禽粪中富含有机质、氮、磷、钾及钙、镁、铁、钠、锰、钴等矿质元素;砷、铜、锌、铬等重金属及盐分含量较高,同时多有四环素类抗生素残留,此外还含有大量的病原微生物、寄生虫卵以及滋生的蚊蝇,污染成分非常复杂。
(3)危害程度日益严重。随着畜禽养殖集约化程度的提高,规模经营的发展与经营方式的多样化以及畜禽养殖由过去的边远农村向人口稠密的城市、城镇郊区转移发展,畜禽粪污带来的后果日趋严重。
(4)治理难度大。一是过去农村分散饲养的畜禽规模小、数量少,畜禽粪污能够及时处理,对生态环境影响较小;农村产业结构调整后,集约化、规模化的养殖带来大量的畜禽粪污,处理难度增大;二是畜禽养殖业属微利行业,不可能投入大量资金建设污水治理设施,畜禽粪尿污水的综合处理得不到保证。
(5)可再生利用。畜禽粪污不同于工业污染物,其一方面对环境造成污染;另一方面可通过处理作为再生资源,如肥料、饲料、燃料、培养基等加以利用,变废为宝。
2畜禽粪污的“四化”处理
2.1“四化”处理的基本概念
畜禽粪污的“四化”处理指按照科学发展观及可持续发展原则,利用种植业结构、水域环境等自然条件,建设相关设施,通过产前、产中、产后控制,使畜禽养殖粪污处理实现减量化、无害化、生态化、资源化。
2.2“四化”处理的技术措施
2.2.1减量化技术措施。在畜禽生产活动中,减量化的基本原则必须贯穿始终,从各个环节采取相应的技术措施以减少粪污排放量。产前控制措施主要有:合理控制畜禽饲养数量,选择优良品种,采取农牧结合等生态养殖模式,减少污染。产中控制措施由改变饲养方式,实行全进全出;更换饮水设备,改善饮水方式和粪便收集方式,采取雨污分流和粪尿干湿分离,根据不同畜禽采取不同的冲洗方法,减少用水量和排放量;大力推行科学饲养、改善饲料结构与配方,降低氮、磷排泄量,应用有机微量元素降低矿物微量元素的用量;建立粪便收集池,及时清运,防止畜禽粪污残渣散落、溢流。产后主要实行各种先进生产工艺,变废为宝。如干清粪工艺,实行固液分离技术,大型养殖场和养殖业小区配套建设环保型有机复合肥料企业生产有机复合肥,既有利于生产出无公害、绿色、有机农产品,提高农产品的市场竞争力,增加效益,又能减轻畜禽粪便污染,走畜禽粪便有机肥商品化生产的道路;小型养殖场和分散养殖户推广沼气池建设,既解决粪便等废弃物贮存和无害化处理问题,又能利用沼气代替柴、煤、天燃气烧水煮饭、照明,同时沼肥又是很好的腐熟有机肥,一举多得。
2.2.2无害化技术措施。畜禽粪污排放的无害化是指以环境可以接受的方式最大限度地减少粪污排放对环境的影响。其目标是实现畜禽养殖的清洁生产。
(1)畜禽粪便的干燥处理技术是无害化处理技术之一,干燥的方法有日光——风能干燥、高温快速干燥、烘干膨化干燥及机械(热喷处理)脱水干燥等。
(2)化学消毒法与化学除臭技术。化学消毒法常用来杀灭畜禽粪污的病原微生物,操作简单、灵活、处理面积大,但由于使用化学消毒剂,容易引起二次污染。化学除臭技术可以有效地氧化畜禽粪污中的有害物质,消除臭气,但必须使用氧化性气体,运行成本偏高,且操作带有一定危险性,无法大规模运用。
(3)好氧堆肥法。好氧堆肥法是把农业有机废弃物处理成再生利用资源的一种有效办法,具有发酵周期短、有机物分解彻底等优点。目前国内较为成熟的发酵床技术已得到广泛应用,这种采用现代工艺生产的有机复合肥,完全不同于传统的农家肥,施用十分方便,长期施用不仅可以改善土壤理化性质,而且可以减少化肥用量,增加作物产量,改善农产品质量。
2.2.3生态化技术措施。畜禽养殖污水生态化处理是指利用生态学原理,采用各种科学技术和方法,将养殖业和种植业、水产业等产业有机结合,如平原“猪—沼气—作物”模式;生态庭院模式;丘陵山区“猪—沼气—果(茶、菜)”模式;以沼气为纽带的生态养殖模式;以地控畜、以农养牧、以牧促农、以牧促渔,实现生态平衡的可持续发展,最大限度地将畜禽养殖产物综合处理,转化后成为生态环境中可利用的资源。
2.2.4资源化技术措施。畜禽粪便中有很多可利用的成分,如肉鸡粪、蛋鸡粪、牛粪、猪粪的可利用氮分别达到10.0kg/t、5.0kg/t、0.9kg/t、1.8kg/t;总磷分别达到25.0kg/t、13.0kg/t、1.2kg/t、3.0kg/t;总钾分别达到18.0kg/t、9.0kg/t、3.5kg/t、3.0kg/t,这些元素是农作物生长必需的营养物质,也是畜禽、水产饲料中不可缺少的营养成分。因此,畜禽粪便的资源化利用前景乐观,不仅能够带来客观的经济效益和社会效益,而且很大程度上减少了资源危机和环境危机。
畜禽粪便的资源化技术主要包括:①饲料化技术。早在1922年,麦克鲁姆斯就提出了以畜禽粪便中营养物质加工饲料的观点。目前,我国利用新鲜鸡粪直接作饲料、青贮、干燥、分解、发酵等技术已日趋成熟。②肥料化技术。畜禽粪污直接作为农家肥,传统方法是采取垫圈、填埋或自然堆肥的方式。目前,应用最广泛的是将畜禽粪便采用先进的生物或化学技术,加工精制成有机肥或者复混肥。③能源化技术。畜禽粪便转化成能源利用的主要途径是以厌氧发酵为核心的沼气能源环保工程,是社会主义新农村建设的一项重要内容。
3参考文献
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[2] 朱东亚,李适宁,张培坚,等.规模化畜禽业污染对环境的影响及防治措施[J].家畜生态学报,2004,25(4):193-195.