规模化奶牛场粪污危害及处理方式分析

文/刘 鸽 于会举 张培生 张 倩 宋 敏 杨慧敏 吴圆圆 屈勇刚*

（石河子大学动物科技学院）

规模化奶牛场粪污危害及处理方式分析

文/刘 鸽 于会举 张培生 张 倩 宋 敏 杨慧敏 吴圆圆 屈勇刚*

（石河子大学动物科技学院）

随着人们生活水平的提高，人们对奶制品的需求量增大，极大地促进了奶牛养殖业的发展，但与此同时，奶牛养殖也带来了环境污染等问题。结合当前规模化奶牛场粪污处理的实际情况，介绍奶牛场粪污的危害，以及奶牛场的粪污处理方法，希望对奶牛场的粪污处理工作有所帮助。

奶牛场；粪污；危害；分析

随着人们生活水平的提高，人们对奶制品的需求量增大，极大地促进了奶牛养殖业的发展，但与此同时，奶牛养殖也带来了环境污染等问题。奶牛场会产生大量的固体污物和有机废水，严重影响奶牛场的生产环境，引发奶牛肢蹄病、乳房炎等，还会严重影响奶牛场周边环境，对大气、水体、土壤等产生不利影响[1]，甚至严重破坏生态平衡。此外，奶牛饲料的配制过程中往往会使用添加剂，而这些添加剂中含有一定量的重金属元素，如铜、锰、砷等，奶牛对这些元素吸收率偏低，有些会随奶牛粪便排出体外，造成周边环境的污染。

2001年，国家环保总局发布了《畜禽养殖业污染物排放标准》和《畜禽养殖业污染防治技术规范》[2，3]；2013年，国务院通过《畜禽规模养殖污染防治条例》。

未来奶牛养殖业将朝着规模化、现代化、集约化和标准化的方向发展。2015年，我国存栏100 头以上的奶牛场已接近50%，并且规模化程度还在逐步提高[4]。而每头奶牛每天平均产生粪污量在50 kg左右[5]，一个规模奶牛场的粪污产生量是非常大的，因此如何对奶牛场的粪污进行合理处理成为大家普遍关注的问题。

1 奶牛场粪污危害

畜禽粪便污染是全世界普遍存在的问题，国外较早是对养猪业污染的危害性有了初步认识，日本在20世纪60年代就提出了“畜产公害”的问题[6～11]，丹麦则对每个畜禽养殖场的粪污容纳量做了详细规定[12]。近年来，我国奶牛养殖业保持了比较高的发展势头，但奶制品产量增加的同时，奶牛粪污污染现象也越加突出。

1.1 对水源和土壤的污染

在奶牛场的日常生产中，大量的清水被用于奶牛饮水、牛场冲洗和挤奶厅冲洗等多方面，生产过后会产生大量污水（主要是奶牛粪污造成的）。生化指标极高的粪污中除含有氮、磷、钾和有机质外，还含有大量的重金属和药残。粪污排入河流中，可为河中的藻类和其它生物提供丰富的营养，引起水体富营养化，导致鱼虾等水生动物因缺氧窒息死亡（藻类生长大量利用水中的氧气，并且遮蔽阳光，造成水下绿色植物难以生长，加重富营养化水体的缺氧），还会引起鱼虾发生中毒反应[13]。大量奶牛粪便的堆积会使堆积点及附近土壤中的重金属、氮、磷、钾积累过多，并会使氮和磷渗入地下，引起地下水的污染（引起地下水中的硝酸盐、亚硝酸盐和磷酸盐浓度升高）。因此，有效管理奶牛场的粪污是十分关键和迫切需要解决的问题。

奶牛粪尿是一种较为理想的有机肥，其中含有的氮、磷、钾和有机质等营养物质是田间作物生长必需的，可促进农作物的茁壮成长。

土壤对奶牛粪尿中的营养有一定的吸收和缓释作用，这种平衡作用会因奶牛粪尿量过大而被打破，造成土壤结构破坏，引起土壤板结，降低土壤质量（过量的钾盐和钠盐会减少土壤微孔，降低土壤的透水性和透气性）[14]。

1.2 对周围空气的污染

奶牛在养殖过程中会排放出氨气、硫化氢等有毒有害气体，如不及时处理，会产生甲硫醚、甲基硫醇和低级脂肪酸等恶臭气体，严重影响奶牛的正常生长，降低奶牛的生产水平，也会较大程度地危害奶牛养殖者的身体健康，严重影响周边居民的日常生产。可见，奶牛粪便对牛场周边环境的污染是比较严重的，防止污染环境是一件迫在眉睫的工作，更是奶牛场可持续发展的需要。

1.3 破坏农业生态系统

奶牛粪便中含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养而被广泛利用。就农业生态系统而言，在产出农产品的同时，需要输入一定量的营养成分，如此才可实现系统的平衡。小规模奶牛场的奶牛粪便可以就近还田，不但解决了奶牛场的粪污问题，也解决了田间农作物的营养需求问题，不会破坏农业生态系统的平衡。而对于规模化、集约化的大型奶牛场而言，每天都会产生大量的奶牛粪便，而周围没有足够的农田，而运输到其它地方又大大增加了成本，导致奶牛粪便大量堆积，影响周边环境的同时，严重破坏农业生态系统的物质和能量平衡，不利于农业的健康可持续发展。

1.4 为人畜共患病的传播提供条件

奶牛粪污中含有大量细菌、病毒、致病寄生虫卵，其中有些病原可以导致人类的感染，如布鲁氏分枝杆菌、结核分枝杆菌、大肠杆菌、牛生殖道弯曲菌、钩端螺旋体、阮病毒（疯牛病的病毒）、戊型肝炎病毒等，如果对奶牛粪污管理不当，容易造成奶牛场人畜共患病的蔓延与发展。在奶牛场中，如果未处理的粪污任意堆放，还容易滋生蚊虫。在这样的环境下，奶牛的产奶量会受到较大的影响，奶牛场生活区职工的安全也会受到严重威胁，甚至引发公共安全问题。世界卫生组织和联合国粮农组织报道，人畜共患病的传播载体主要是畜禽养殖场的粪污。《中国环境报》报道，全世界已经发现250 多种人畜共患疾病，我国有120余种，由牛传播的多达26 种，而这些人畜共患疾病多以畜禽粪污为载体进行传播。加之近几年奶牛行业的不景气，奶牛场粪污处理不够妥善，引起环境污染，增加了人畜共患病的传播机会。

2 奶牛场粪污处理方式

2.1 牛尿及污水的处理方法

2.1.1 物理处理法

物理处理法就是利用沉淀法、过滤法等将奶牛场污水中的固体物、悬浮物、有机污染物等分离出

来。沉淀法比过滤法节省能源，因为沉淀法是靠重力作用将污水分离的，而过滤法是通过消耗能源使污水依次通过格栅、过滤器等使污水变澄清。使用沉淀法处理污水虽然节省能源，但容易滋生蚊虫，产生恶臭气体，严重污染环境。

2.1.2 化学处理法

将化学物质投入到污水中，用于分离、回收污水中的污染杂质，或者将其转化成无害可利用的物质。该种方法常使用三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝等混凝剂沉淀污水中悬浮物或胶体性物质，达到净化尿污的目的，最后可加入次氯酸进行消毒。该方法虽然能净化尿污，但使用了大量化学物质，增加了成本，可能对周围环境产生不良影响。

2.1.3 生物处理法

利用某些微生物（如细菌、真菌）、藻类和原生动物等分解尿污中的有机质[15]。常用的方法为氧化塘法、活性污泥法和人工湿地等，每种方法都有各自的特点，每个奶牛场应根据自己场的实际情况选择性的使用[16]。

（1）氧化塘法

氧化塘法可用于各种规模奶牛场的尿污处理，其结构简单、造价低、利于废水综合利用；但易受土地资源的限制，在用地紧张的地区推广较难，并且受光照、温度影响大，容易滋生蚊虫，引起周围大气污染（产生大量的恶臭气体）。该方法的原理是：在氧化塘中养殖一定量的藻类，塘中的好氧细菌利用藻类的光合作用产生的氧气生存，并分解塘中的有机物，起到很好的脱氮除磷作用。

（2）活性污泥法

由无数细菌、真菌、原生动物和其它微生物与一定量的有机物、无机物组成的絮凝体构成活性污泥，其表面是一层多糖类的黏质层。该活性污泥可以很好的吸附和絮凝污水中的有机颗粒（多为悬浮态和胶体态），活性污泥中的微生物在有氧的环境中可以很好地氧化和分解尿污中的有机物。

（3）人工湿地法

人工湿地是指人工设计一定面积的湿地，在其中种植一定量的水生植物和人工添加部分微生物，使其与尿污共同作用，起到净化尿污的目的[17]。该处理尿污的方法投入资金少，维护保养少，但要有足够的环境条件，比如要有足够的闲置土地，用于开发人工湿地。

2.2 牛粪的处理方式

2.2.1 制造有机肥

奶牛粪便中含有大量有机成分（如粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物），可与杂草等有机物混合、堆积，控制好湿度（常为70%）和发酵环境（有氧），微生物在大量繁殖的同时会将其中的有机物分解成无臭味、完全腐熟的有机物[18]。牛粪堆肥过程中的温度较高（常为65～70 ℃），可以杀死牛粪中部分有害微生物和寄生虫卵，达到无害化处理牛粪的目的，有效解决奶牛场牛粪污染问题[19]。

2.2.2 养殖蚯蚓

养殖蚯蚓处理奶牛场牛粪的方法又称生物处理法，该方法融合了传统堆肥和生物处理。蚯蚓可以利用牛粪中的物质，在促进自身生长的同时，产生蚯蚓粪。蚯蚓粪是一种非常好的肥料，在提高土壤肥力的同时，可以改良土壤结构，疏松土壤，增加土壤的透水性，进而防止土壤板结[20]。利用蚯蚓处理牛粪是一种资源循环利用的可取之法。利用牛粪养殖的蚯蚓可用于饲料生产、特种经济动物养殖、水产等，牛粪养蚯蚓在解决牛粪堆积造成污染问题的同时，也为其它动物的养殖提供了优质蛋白质，为种植业提供了优质的有机肥。但蚯蚓对温度比较敏感，因此要有效观测堆肥过程中的温度，防止温度过高。

2.2.3 栽培食用菌

奶牛粪中含有丰富的氮、磷、钾等元素和有机质，将其与秸秆、棉籽壳等发酵后，可用于培养食用菌。利用牛粪培养食用菌的方法有2 个突出优点，不但解决了牛粪污染问题，还通过生产食用菌创收。但此种方法具有一定的局限性，使用牛粪的量比较小，需要配合堆肥等其它方法一起处理奶牛场的牛粪问题。

3 小结

奶牛场粪污处理是一种高投入、低回报的生产过程，每个奶牛场必须在奶牛粪污处理上有计划地投入一定的资金和技术，如此才能将奶牛养殖事业推向健康可持续发展的快车道。政府在提供一定资金补贴的同时，也应该从立法方面规定奶牛场的排污治污规范，只有确立“高效环保、生态循环”的理念，并采取有效措施解决奶牛场的粪便污染问题，才能保护环境，促进奶牛养殖业的健康可持续发展，

才能取得良好的经济效益、社会效益和生态效益。C

[1] 高静，胡国党，杨静．北京市延庆县奶牛养殖场粪污处理现状及解决对策．中国奶牛，2011（16）：56-59．

[2] 国家环境保护总局．GB 18596-2001国家质量监督检验检疫局畜禽养殖业污染物排放标准．北京：中国标准出版社，2001．

[3] 国家环境保护总局．HJ/T81-2001畜禽养殖业污染防治技术规范．北京：中国标准出版社，2001．

[4] 高鸿宾．关于目前奶业形势和未来走势的判断．中国奶牛，2016（6）：5-9．

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天润乳业：2016年上半年乳制品销量同比增长54%

【本刊辑】“新疆辖区上市公司2016年投资者网上集体接待日”活动于2016年10月20日举行。天润乳业（600419）相关负责人表示，截至2016年6月30日，公司乳制品销量实现5.14 万吨，较2015年同期增长54%；实现销售收入4.34 亿元，较2015年同期增长71%，实现利润总额6 323 万元，较2015年同期增长123%。

内蒙古呼和浩特市奶站和生鲜乳运输车等卫生状况良好

【本刊辑】2016年11月15日，从内蒙古呼和浩特市农牧业局乳业办公室获悉，该乳业办近日对呼和浩特市250 个奶站、40 辆生鲜乳运输车进行安全监督检查，以加强生鲜乳质量安全监管，确保生鲜乳质量安全，实现生鲜乳监测常态化，保障人民群众身体健康。

检查中对照《生鲜乳收购站标准化管理现场检查内容和判定标准》《生鲜乳运输车现场检查内容和判定标准》的要求，重点检查了生鲜乳生产、收购和运输等环节的质量安全制度落实情况，共抽取生鲜乳样品290 个。从现场监督检查的情况看，呼和浩特市生鲜乳生产、收购、贮存和运输各个环节的质量安全监控措施到位，生鲜乳收购站和奶牛养殖场标准化管理程度较高，生鲜乳收购许可证、准运证及相关证件、生鲜乳交接单齐全，养殖档案、记录健全，挤奶厅、贮奶罐、生鲜乳运输车和养殖场卫生状况良好，未发现有添加三聚氰胺等非法物质的违法行为。

国家自然基金，“新疆北部地区奶牛乳房中微生物多样性及其功能分析”（编号：31560699）；兵团应用基础研究，“奶牛乳房炎主要致病菌裂解性噬菌体及裂解酶的生物学特性研究”（编号：2015AG012）]

刘鸽（1986-），男，山东淄博人，硕士研究生，主要从事动物传染病诊断与防治工作。

2016-10-08）

⋆ 通讯作者：屈勇刚（1971-），男，陕西渭南人，副教授，主要从事动物传染病诊断与防治工作。