畜禽养殖立体污染的形成原因与防治对策

余海波

(武汉市农业学校，湖北武汉430043)

畜禽养殖立体污染的形成原因与防治对策

余海波

(武汉市农业学校，湖北武汉430043)

畜禽养殖立体污染是指畜禽粪便等废弃物处理及利用不当，造成生态系统中大气—水体—土壤—生物各界面产生有害的物质，其数量达到或超出环境承载力，从而直接(或间接)地改变生态环境正常状态，导致生态系统质量不同程度的受损。其过程主要是通过各界面间(或界面内)污染物相互转移、转化、累积或复合，形成多维(多途径)的、跨时空的、交叉或循环式污染现象。文章就畜禽养殖立体污染的形成原因进行了概述，并提出了相应的防治对策。

1 形成原因

1.1 超量畜禽排泄物造成的立体污染畜禽生产中产生的大量粪便和尿液是造成立体污染主要原因。根据有关资料，饲养1头猪、1头牛每年所产生的粪尿、污水、臭气的污染负荷，其人口当量分别为8～10人、30～40人［1］;2006年，相关部门对北京市的调查结果表明﹕按畜禽产污系数［粪便以生猪2 kg/(头·天)、肉牛20 kg/(头·天)、奶牛25 kg/(头·天)、羊2 kg/(头·天)、蛋鸡0.15 kg/(羽·天)、肉鸡0.12 kg/(羽·天)］估算，养殖业年粪浆排放量超过1 200万t，大大超过了城市生活污水、工业废水和固体废弃物的总排放量［2］。

1.1.1 污染大气:畜禽排泄物中产生的有害气体以及粉尘等会污染大气，畜禽排泄物腐烂发酵会产生硫化氢、氨气、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。年出栏5 000头的猪场每天通过粪便向空气排放的氨气达6.7 kg以上，饲料粉尘近20 kg［3］;产生的恶臭既影响人畜健康，又孳生蚊蝇，导致养殖场内外环境的空气质量恶化。

1.1.2 污染水体:畜禽排泄物进入水体一般通过如下2种途径:一是在畜禽生产中直接排放进入水环境;二是在堆放储存过程中因降雨和其他原因，溢流的粪尿污水经地表径流和土壤渗滤进入地表水体、地下水层，造成水体污染。粪尿中氮、磷等营养物可促使水体富营养化，或使地下水中的硝态氮或亚硝态氮浓度增高，水体中藻类等生物大量繁殖，导致水体变黑发臭，水质下降;大量施用粪肥也会导致水质下降，相关研究表明:施用液态粪肥超出播撒粪肥对水质的影响。1999年，上海市郊区1 600多个规模化畜禽场全年粪尿排放量为740多万t，其流失污染地表水的现象已成为最大的有机污染源，这是虽对大部分工业废水和生活污水进行了有效处理，但水质却未得到有效改善的重要原因之一［4］。

1.1.3污染土壤:我国畜禽养殖产生的氮、磷量已达到1 721 kg(N)/hm2和639 kg(P2O5)/hm2，大大超过欧美发达国家规定的农田可承载畜禽粪便的最大负荷量150 kg(N)/hm2［5］;畜禽排泄物中的主要成分为含氮化合物、钙、磷、可溶无氨物、粗纤维、其他微量元素及某些药物，磷、铜、锌及其他微量元素、药物在土壤中富积，能导致作物减产，影响人体健康;畜禽排放的粪尿为高浓度的有机废水(BOD高达10 000 mg/kg)，若直接排入土壤中，将与土壤中的动植物争夺氧气，影响动植物生长。

1.2 滥用饲料添加剂带来的立体污染

1.2.1 滥用抗生素及激素等饲料添加剂:一些畜禽养殖企业与饲料生产厂家为了预防和治疗某些畜禽疾病(如球虫病、蛔虫病等)，在饲料中长期或超标使用各种抗菌(虫)药物，或以促进畜禽生长发育为目的，长期或超标滥用促生长激素和一些违禁化学合成药物(如盐酸克伦特罗等)，造成严重后果。

1.2.1.1 污染环境:动物用药后，兽药常以药物原形或代谢产物的形式随粪尿等排出，直接污染土壤、水体、饲料、植物(包括饲草)及动物的生活环境，造成兽药在生态环境中蓄积或残留，并通过食物链重新进入动物体内，造成动物性食品的污染与残留。人或动物食入动物性食品后，又可通过排泄物将兽药残留和耐药菌株等释放到环境中，再次危害动物、植物及微生物，形成恶性循环链，最终危害人类身体健康。

1.2.1.2 畜禽产品兽药残留超标:畜禽产品质量好坏直接影响人民的健康。对畜禽产品质量和人体影响较大的兽药及违禁药品主要有抗生素(青霉素类、四环素类、大环内酯类等)、合成抗菌药物(磺胺类、呋喃唑酮、喹乙醇等)、激素类(乙烯雌酚、雌二醇、肾上腺皮质激素等)、安定药类(安眠酮等)、驱虫药(敌百虫、伊维菌素等)和β－兴奋剂(盐酸克伦特罗等)。不合理使用、滥用或违法使用造成的危害非常严重，重则发生食物中毒(如“瘦肉精”中毒事件)，轻则引发药物毒副作用(如长期食入残留有磺胺药物的畜禽产品，可致再生障碍性贫血;红霉素易诱发肝脏损害;链霉素主要损害前庭和耳蜗神经;性激素引起儿童早熟;苯丙咪唑类药物具有明显的致畸作用和潜在的致癌、致突变效应;饲料长期亚治疗剂量添加抗生素，易诱导耐药菌株;大量长期连续使用能引起畜禽内源性感染和二重感染等)。此外，抗生素等药物残留超标也严重制约了我国的畜禽产品出口，造成重大经济损失和负面影响。

1.2.2 滥用微量元素饲料添加剂:微量元素在畜禽养殖中起着十分重要的作用，无机矿物质作为饲料添加剂在我国已被广泛使用，但是使用高剂量微量元素可造成环境污染、资源浪费、危及食品安全等危害。全国每年使用的微量元素添加剂为15～18万t，但其生物效价低，大约有10万t未被动物利用而随粪便排出体外［6］;有机砷制剂很少在消化道被吸收，若饲料中添加阿散酸100 mg/kg，1个万头猪场每年可向环境中排放砷(类金属)125 kg，若将这些排泄物施用在133.33 hm2土地上，在不到10年时间土壤所产的甘薯砷含量即超过国家卫生标准，不能食用［7］;重金属铜对水生生物毒性很大，在水中浓度为0.5 mg/kg时，能使35%～100%的原生淡水植物死亡［8］;水中锌过高时，可影响水质味道;使用高水平铜、锌和锰的日粮中，天然生育酚的氧化速度提高，加快了饲料霉变酸败，畜禽采食霉变饲料后可导致中毒，并在其产品中残留霉菌毒素危害人体健康。

1.3 交易和加工过程中的立体污染农牧区集市贸易(尤其是活畜禽市场交易)、贩运、种畜禽调运、畜禽养殖场到肉品加工厂的运输等，会给动物防疫、检疫带来困难，甚至引发传染病的流行。在畜禽产品加工过程中，若企业防疫防护设施水平较低、卫生管理工作较差、加工操作不规范，肉制品则易受到染疫动物、不洁水源、加工设备、加工操作人员等造成的微生物污染。由沙门氏菌、大肠杆菌、志贺菌(痢疾杆菌)、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、空肠弯曲杆菌等致病菌污染导致的食品中毒事件时有发生。此外，畜禽屠宰加工过程中产生的大量废水中含有大量病原微生物和有机污染物。火腿肠等产品包装所用的塑料复合薄膜也对生活环境带来污染，在贮藏时，还受到超标防腐剂、着色剂、消毒剂等化合物的污染。

1.4 畜禽病原微生物的污染和危害畜禽在生产过程中易被病原微生物感染、繁衍、扩增，这些病原微生物不仅污染大气、水体、土壤，危害畜禽健康，一部分还能感染人类，造成严重的公共卫生事件。

1.4.1 对大气的污染:畜禽携带的病原微生物一般通过呼吸、皮屑、毛发和灰尘，或通过动物运动使混有粪便的垫草扬起，排往舍内外环境的空气中。测定结果显示［9］，1个年出栏10 000头的猪场每小时可向大气排放约1.5亿个菌体，距猪场80 m远的空气中所含的细菌数量足以引起动物致病，少数病毒性病原体(如猪疱疹病毒、口蹄疫病毒等)可借助空气传播数千米。

1.4.2 对水体的污染:畜禽场所在地的污水中平均含大肠杆菌33万个/mL和肠球菌69万个/mL;畜禽场内及周围水体内微生物的含量是其他良好水体的30倍以上;施用液态粪肥可在20分钟到6小时之内导致地下水质下降，使用大量液态猪粪肥后地下排水道水体中细菌和营养物的输送量明显高于低施用量。

1.4.3 对土壤的污染:畜禽养殖场粪便无处理散发导致了土壤微生物污染，土壤中炭疽杆菌等的芽孢感染力可保持10年之久;鼠伤寒沙门氏杆菌污染浓度为8×106CFU/cm2时，平均存活时间为42～56天，而污染实验性草地时存活时间最长达11周;液体粪便造成环境污染的细菌数量惊人，在牛群暴发沙门氏杆菌可测得104～106CFU/mL，若未进行消毒处理，则存在严重的传染威胁［10］。

1.4.4 对人畜造成了危害及损失:病原微生物引发的动物疫病造成了生产性能下降、药物消耗、饲料和人力浪费。同时，由动物传染给人的疾病也造成了严重的公共卫生问题，近年来发生的传染性非典型肺炎(SARA)、高致病性禽流感、口蹄疫、疯牛病、埃博拉等动物源性疾病对人类造成了严重威胁，也给畜禽养殖业产生了巨大冲击。

2 防治对策

2.1 加强立法工作，加大执法力度2014—2015年，我国相继颁布了《畜禽规模养殖污染防治条例》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国食品安全法》和《水污染防治行动计划》等法律法规，在国家层面上为我国畜禽养殖污染治理提供了法律依据。最新修订版《环保法》、《水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》等国家法律也将防治畜禽养殖污染列入专条加以重视。随着国家法律、专项法规、技术规范体系的建立和完善，各级政府及职能部门组建1支高素质的严格依法行政的执法队伍至关重要，尤其对产地环境、生产投入品、疫病防制、饲养管理、屠宰加工等关键环节进行全程监控，依法追究违法者的法律责任。借鉴国外发达国家立法经验，结合中国国情，是畜禽养殖污染防治减量化、资源化、无害化、生态化、产业化的重要保障。2.2提供技术支撑，增加科技投入

2.2.1 加强环境本底调研﹕环境本底调研不足是影响我国畜禽养殖立体污染防治的首要问题。应加强环境本底调研，在此基础上建立监测信息网络。建议选择污染较为严重的代表性区域，组建国家级立体污染长期定位监测基地，以此为骨架，构建全国定位监测网及信息资源共享数据库，形成定期发布污染报告的能力。

2.2.2 提高破解相关重大基础与理论问题的能力:首先要探明畜禽养殖立体污染物的种类、来源、数量、分布、污染特征以及对生态系统的危害与环境容量等。其次是开展立体污染机理与循环链的生态学研究，如粪便、污水、重金属、残留药物等在生态系统中的转化、迁移与富集规律，污染物相互作用规律等。再针对污染物的演变特征、成灾条件与机理，研究气候等自然条件变化、生产方式、加工过程等对立体污染的影响，构建主要污染物成灾过程的系统动力学模型。最终根据污染物在其生态循环链中大气—水体—土壤—生物各界面的形态变化，提出调控污染物形态以保障生物体安全的途径。

2.2.3 加强关键技术集成与攻关研究:一要借鉴国外先进的质量管理体系，如“良好农业规范”(GAP)、“良好兽医规范”(GVP)、“良好生产规范”(GMP)和“危害分析与关键控制点分析”(HACCP)等，形成我国畜禽养殖无害化生产或减量排放的新型生产技术体系;二要从资源高效利用与循环利用的角度出发，做好畜禽养殖废弃物综合利用和无害化处理的科学技术研究和设施研发，重点针对粪便、污水、病尸等污染物，开展处理技术、多级利用和资源化技术攻关与技术整合研究，研发更先进的畜禽粪便、污水与雨水分流设施，畜禽粪便、污水的贮存设施，粪污厌氧消化和堆沤、有机肥加工、制取沼气、沼渣沼液分离和输送、污水处理、畜禽尸体处理等综合利用和无害化处理设施;三要研发使用生物菌剂、臭气吸附剂、新型空气清洁剂、废弃物资源化造粒剂、环保饲料等新产品，开展科学的工艺试验与基地示范，为其产业化提供基础。

2.2.4 明确治理思路﹕针对我国畜禽养殖立体污染特征，科学布点、动态监测，沿着“监测评价—技术集成—基地示范—辐射推广”的序列，分步实现研究目标。在技术路线上，采用源头阻断、过程调控和末端治理的综合治理路线。在方法体系方面，需遵循生态学、资源环境学、系统工程学、经济学与法学等学科的原理与方法，应用系统的理论和技术体系，从基础科学需求、核心技术支撑和政策、法规管理保障等三大层面出发，树立“整体—协调—循环—再生”的生态理念，进行综合防治。

2.2.5 提高科技转化及精准投入:各级政府应加大环保扶持和科技转化力度，精选项目，精准投入;企业应采取一定的投融资策略，增强“造血”功能和可持续发展能力，自觉运用环保新技术、新设备、新工艺，降低环境污染水平。

2.3 提高环保意识，形成防治合力随着人民生活水平日益提高和国际贸易的快速发展，畜禽养殖带来的立体污染、畜禽产品质量安全、动物源性疾病等问题已成为当前亟待解决的主要任务。唯有提高全民环保意识，形成宣传教育、行政监管、经济调控、法规制约、技术创新等五位合一的环境管理措施，才能更好地推进畜禽养殖业立体污染的综合防治工作。一要政府主管部门牵头，组织有关人员开展相关法律的宣传教育工作，使法律法规深入人心，成为人们的自觉行动;二要使用好行政审批权，应强化源头管理，尤其在区划和土地利用方面严格把关，在畜禽新建、改建、扩建场的规划建设中要求“三同时”，即防污设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产;三要合理分配经济补贴项目，引导优惠政策重点倾向解决畜禽养殖污染问题;四要按照最新《环保法》等法律法规依法治污，严罚与追责并重;五要技术创新，筛选和探索符合中国国情和当地实际的畜禽污染物处理和利用方法。

［1］刘淑荣.南平市畜牧业现状及污染治理模式初探［J］.福建分析测试，2005，14(3):2252.

［2］章力建，蔡典雄.立体污染综合防治―农业卷［M］.北京:中国农业科学技术出版社，2010.

［3］余群莲，张全生，苏光华.三峡库区养猪业要以环保为前提［J］.中国畜禽种业，2012(2):15.

［4］黄文芳，罗如新.大城市郊区农村环境污染的成因及其经济对策分析——以上海为例.中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)［C］.上海:复旦大学，2006.

［5］农业固体废物污染控制技术规范［S］.北京:中国环境科学研究院.2008.

［6］杜勇杰，杨家民.绿色添加剂的优势分析［EB/OL］.［2014－12－24］.http://www.cnfeedadd.com/tiringroom/new/hynews/20141224110811.htm.

［7］王国祥，龙泽.浅谈饲料品质与畜产品安全生产［J］.绿色科技，2010(7):144.

［8］任春玲，孙振均，宋经元.药物饲料添加剂对环境影响的研究进展［J］.饲料工业，2005(20):251.

［9］黄炎坤.应用酶制剂减轻畜禽粪便对环境的污染［J］.农业环境与发展，2000(2):39.

［10］钟秀明，武雪萍.我国农田污染与农产品质量安全现状、问题及对策［J］.中国农业资源与区划，2007(5):28.

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