陈 忆 王 勇
(1嘉善县环境卫生管理处浙江嘉善3141002嘉善县环境监测站浙江嘉兴314100)
我国畜禽粪便污染与资源化利用现状
陈忆1王勇2
(1嘉善县环境卫生管理处浙江嘉善3141002嘉善县环境监测站浙江嘉兴314100)
随着畜禽养殖业的蓬勃发展,虽然促进了农村经济的发展,但是我国农业也面临着严峻的挑战主要表现在畜禽粪便污染引起生态环境的恶化,对生态环境造成巨大压力。因此,对畜禽粪便的资源化处理成为实现畜禽养殖业可持续发展的关键。
畜禽粪便;污染;资源化;利用现状
近年来,人民生活水平日益提高,对畜禽类产品的需求量不断增加。我国畜禽养殖业迅猛发展,并且越来越规模化、集约化。与此同时,畜禽粪便的排放量也在增加。2006年10月,国家环境保护总局的《国家农村小康还白行动计划》文件显示,我国每年畜禽粪便排放总量达25×108t[1]。然而大多数养殖场没有污染防治措施,未经处理的粪便直接用水冲洗,冲洗污水进入环境中,对环境和整个生态系统造成极大的破坏。但是这些畜禽粪便同时也是一个巨大的资源库,对畜禽粪便进行资源化利用不仅可以减少环境的压力,同时又为再生产提供了资源,减少了自然资源的取用。因此,如何变废为宝使畜禽粪便得以资源化利用,对实现畜禽养殖业的可持续发展具有重要意义。
根据“全国农业环境科学峰会暨农业环境协作成立大会”的最新估测,仅2007年全国畜禽粪便总排放量超过40×108t,是工业有机污染的4.1倍[2],而处理利用率不到5%[3]。由于90%的规模化畜禽养殖场未经过环境影响该分析,60%的养殖场缺乏必要的污染防治措施[4],这些大规模的畜禽粪便未经处理排放进入环境中,给水体、土壤、大气造成污染的同时还带有大量病原菌,对生态系统造成巨大的压力及危害。
2.1土壤污染
畜禽粪便中含有大量的钠盐和钾盐,如果直接作用于农田,过量的钠和钾会通过反聚作用而造成某些土壤的微孔减少,使土壤通透性减低,破坏土壤结构,造成土壤板结。畜禽粪便中也含有大量的重金属元素。据报道,全国每年微量元素添加剂为15×104t~18×104t,而大约有10×104t左右的重金属元素未被吸收而随畜禽的粪便排出体外。随畜禽粪便一起排出体外的重金属元素进入土壤。
2.2水污染
畜禽由于肠道短等其他原因大量营养物质未被吸收就被排出体外,因此粪便中含有大量的氮、磷等营养物质。根据中国科院的预算,即使只有10%的畜禽粪便由于处理不当而流入水体,对水体磷的富营养化贡献率可达10%~20%[6]。未经处理的畜禽粪便直接冲刷进入水体,使水体氮、磷升高,造成水体富营养化,即淡水发生水华,海水发生赤潮。
2.3生物污染
生物污染是畜禽养殖过程中畜禽粪便污染的一个重要方面。我国有约有120多种[8]传染病都是由畜禽产生的(禽流感),病原微生物通过畜禽粪便、尸体、分泌物、被污染的水等传播的。近十年,禽流感引起了世界的关注,20013年,我国爆发了高致病性的禽流感H7N9,而目前禽流感在有些地区也是陆续的在出现。
对畜禽粪便进行资源化利用可以减少畜禽粪便对环境的污染和生态压力、减少资源危机,还可以变废为宝,带来客观的经济效益和社会效益。目前畜禽粪便资源化的利用主要有肥料化、饲料化以及能源化。
3.1肥料化
畜禽粪便中含有丰富的氮、磷、钾和有机质等营养物质,数千年来,我国农民一直都将畜禽粪便作为肥料直接施用于农作物上。但是,由于畜禽粪便中含有病原微生物、寄生虫卵及重金属等,以及规模化养殖场的畜禽粪便中含水量较高如直接用作肥料的畜禽粪便可能随雨水的冲刷进入水体,造成水体污染,易造成二次污染等原因,在一定程度上限制了其使用。
3.2饲料化
畜禽粪便不仅是优质的肥料,也是很好的饲料资源。实验证明,风干几分钟蛋白质含量为24%~30%,猪粪为3.5%~4.1%,牛粪为1.7~2.3%。如果将我国25×108t畜禽粪便的1/5重新转化为饲料[8],可以生产5×108t的再生饲料,满足全国养殖业饲料的需求,同时可以节约1亿多吨粮食资源。
目前,利用畜禽粪便做饲料的主要方法有干燥、化学法和生物法。但是由于其技术要求高或者成本因数,无法普遍推广应用。
3.3能源化
畜禽粪便中由于其含水率较高,目前研究最多、应用最广泛的是沼气。利用畜禽粪便产生沼气不仅可以防止畜禽养殖业废弃物污染环境,也可以节省资源,同时沼气也是一种高效的有机肥料。沼气发酵残留物中含有丰富的营养物质,浸种可以使种子的发芽率达到98%以上,成活率提高16%,用沼液作助生长激素施于蘑菇,不仅可以使蘑菇产量提高达15%,同时还能缩短其生长周期10天左右。
经过长时间对畜禽粪便用作沼气的研究,现我国共兴建了大中型沼气工程2000多座,户用农村沼气池1060万户,其数量占世界第一。但由于沼气工程一次性投资金额大,资金回收困难,日常维护费用高,使得大部分养殖场难以接受而无法大范围推广应用。
我国在畜禽粪便处理上不能走先污染后治理的老路,要以防为主,防治结合。近十年通过不断的研究,对畜禽粪便的资源化利用取得了一定的进步,但与发达国家相比,在技术上仍然落后。国外已研究出畜禽粪便在缺氧或无氧条件下热解,最终可生成生物油、木炭等,Schnitzer等研究指出,鸡粪热解产生的生物油的质谱和红外分析显示一级冷凝生物油富含脂族化合物,二级冷凝生物油富含杂环化合物,二级冷凝生物油比一级冷凝生物油具有较高的碳含量和热值及较低的氮含量。因此,我们要向发达国家借鉴,开发、引进先进技术,结合我国国情不断改进并降低成本,使其能推广使用。
[1]王腾,连惠宇,王修川.浅谈循环经济与畜禽粪便资源化[J].中国环境管理干部学院学报,2008,3:56-57.
[2]凌俊,江河,胡王.畜禽粪便资源化与鱼牧业结合研究进展[J].安徽省农业科学院水产研究所,2009:10-11.
[3]张恒,李延莉,陈莉敏.循环经济:畜禽粪便污染治理之路[J].江苏环境科技,2008,19:172-174.
陈忆(1989—),女,浙江嘉善,本科,助理工程师,研究方向:垃圾处理。