环保畜牧业与健康养殖发展探讨

叶君潇 肖天放 福建农林大学动物科学学院 福州 350002

环保畜牧业与健康养殖发展探讨

叶君潇 肖天放 福建农林大学动物科学学院 福州 350002

当今，养殖业面对的环保要求越来越高，且人类社会对畜禽产品的质量也是高度关注。本文从畜牧业污染产生的危害、治理思路、控污的具体措施以及健康的养殖模式展开分析，并做出一些对未来养殖业发展的预测，旨在为环保养殖提供参考与借鉴。

养殖环保控污健康发展

畜牧业是农业的重要组成部分，为提高人民的收益和生活水平作出了极大的贡献。近年来，畜牧业的规模日渐扩大，规模化和集约化已成为畜牧养殖的发展趋势。2014年我国生猪、蛋鸡和肉牛规模化养殖所占比例分别为41.8%、68.8%和27.6%，规模化水平不断提高[1]。第一次全国污染源普查动态更新数据显示，2010年我国畜禽养殖业主要水污染物排放量中COD、NH3-N排放量分别是当年工业源排放量的3.23倍、2.3倍，分别占全国污染物排放总量的45%、25%，畜牧业已成为我国环境污染的重要来源[2]。与此同时，畜牧养殖带来的污染问题频频曝光，受到社会各界的广泛关注。如何从实际出发达到养殖零排放，探究出一条实现畜牧、环境保护、畜禽产品安全、经济效益共赢的绿色健康养殖道路，是我们亟待解决的问题。

1 畜牧业污染产生的危害

畜牧业产生污染的主要原因是排污超出了环境的最大承载力[3]。目前畜牧养殖的规模不断扩大，导致排出的粪污不能被环境及时吸收，污染物不断累积，从而导致水污染、空气污染、食品污染以及微生态环境污染。

1.1 水污染一个年产1万头的传统养猪场，每日将产生12 t猪粪和100～150 t污水。养殖场造成的水污染主要来自两个方面：第一，养殖场不科学的管理，雨污不分流或者大肆用水冲洗栏舍内畜禽排泄的粪污，导致养殖场用水量和排污水量大大增加；第二，养殖场的粪污、病死猪、残余药品被扔到有水流经过的地方，造成水体污染。没有采取严格的环保措施处理的粪污、废水和沼液，含有大量的氨氮、总磷、悬浮物，生化需氧量、化学需氧量、大肠杆菌数、寄生虫卵数等大大超标，给周围的环境和水源带来严重的污染，同时威胁到水产业、种植业的健康发展，也给人类健康带来巨大的隐患[4]。

1.2 空气污染粪便、病死猪以及产房母猪生产时排出的污物产生的有害气体（如氨、硫化氢、硫醇等）散布到环境中，使空气污浊，质量下降。有关研究表明，动物粪便的有害成分高达200多种，粪便中含有的硫化氢、氨、粪臭素、脂肪族醛类、硫醇、胺类等物质在厌氧条件下会分解并释放出带有酸臭味、鱼腥味和腐烂气味等多种刺激性气体，而这些气体会在空气中不断扩散，进而刺激动物和人类的嗅觉神经并会将有害物质带入呼吸道，进而使动物产生应激反应，对人类的健康也会产生危害[5]。尤其是对养殖场养殖人员，须忍受长期呼吸恶臭及有刺激性气味气体，可能引发身体的不良反应甚至呼吸系统疾病。还有调查研究发现，养殖业产生的温室气体量比其他产品更大。

1.3 食品污染畜禽产品中的药物与饲料添加剂残留也是一项重要的污染源。这一类污染对我们身心健康造成的危害更加严重。这些污染物产生的“三致作用”是长期性、慢性及隐性的，无时无刻不在威胁着我们的健康。另外，由于市场监管不力，导致病死猪肉流入市场或者加工成相应食品，很难被发现，如米猪肉、毒香肠、毒包子馅等。一旦食入这些食品，可能会导致人体寄生虫病与肠道菌群微生态紊乱，甚至中毒[6]。

1.4 传播人畜共患病畜禽粪便中的大肠杆菌、链球菌等大量病原微生物和寄生虫卵随粪污流入环境，增加了人与病原菌接触的机会。此外，畜禽粪便的不科学处理为传染病、寄生虫病的传播媒介蚊蝇等提供了有利的滋生环境，从而威胁着人畜健康[7]。

2 畜牧业污染的治理思路

畜牧业污染治理思路的核心部分是将废弃物综合利用，宏观上以环保来优化畜牧产业发展，辅以环保监管和政策倾斜。目前，随着环保压力的不断增加，企业的治污成本越来越高，那么如何以低成本迎合绿色发展的趋势？笔者认为，变废为宝，在治理污染的同时增加额外收益，捡回另一半畜牧业才是一条上策[8]。

3 控制污染的具体措施分析

3.1 场区合理布局符合环保要求和生物安全是场区选址的前提条件。在考虑环保要求时，既要考虑养殖场对周边村镇、河流、农田、大气等的影响，还要考虑当地环境的承载能力、自身的处理能力及今后周边的发展可能对养殖场造成的影响。生物安全就是要求周围环境对养殖场不能有生物安全不利的影响，要有好的隔离条件，附近无其他污染源等[9]。

3.2 粪污处理

3.2.1 清干粪与猪粪发酵处理技术猪场的粪污包括干粪和尿液两种，为减少污水量，可采取人工捡粪或粪尿自动分离后集中堆放处理的措施，尽量减少用水冲洗栏舍。捡出的干粪可直接出售给农户作肥料或饵料，亦可进行生物发酵制成有机肥，还可以燃烧发电。对于大规模的猪场，可配套建设环保设施和有机肥生产厂，使污水进入沼气池厌氧发酵，产生的沼气用作猪场加热能源，沼液经过沉淀池沉淀、给氧曝气池处理和水生植物生物氧化塘吸纳降解，猪场最后的污水完全符合达标排放标准，而粪渣可被生产成有机肥料出售。有研究表明，1 m3沼气可代替0.714 kg标准煤，作为绿色能源，沼气的用途越来越广，价值也越来越大。因此，养殖场应充分利用条件发展沼气。同时动员周边农户大力发展沼气业，既解决能源不足、改善农村环境卫生，也减轻粪污处理压力。沼渣、沼液又为种植业提供了大量有机肥[10]。但目前由于种养不平衡、有机肥制造成本和经济效益不理想、运输成本及化肥的补贴政策与速效性等因素，使得有机肥的生产面临窘境。

3.2.2 发酵床养殖控污技术发酵床养殖的关键技术是利用EM（Effective Microorganisms）原露将秸秆粉、木屑、米糠等有机物经发酵处理制成养猪垫料层，将生猪饲养在发酵床上，由有益微生物组成的复合菌群以猪粪尿为基础营养迅速繁殖，同时粪尿也被消化分解，猪舍无臭味，实现零排放[11]。

舍内发酵床有以下优点：一是猪舍易建，可减少固定土建费用，垫料易取材，成本低。二是节能增效。不用清扫猪圈和粪尿，一般每人可饲喂800～1 000头猪，节省劳力30%～50%；除饮用水外，猪舍基本不再用水，节水70%以上[10]；猪在垫料上拱食菌体蛋白、益生菌、消化酶等，可有效改善肠道环境，提高饲料转化率；猪在垫料上活动，恢复了自然习性，应激性小，基本无病原菌传播，减少了药残，死亡率可降低4%。三是生态环保。养猪场内无臭味，氨含量显著降低，养殖环节消纳污染物，发酵垫料可变成好的有机肥料，从根本上解决了粪便处理和环保难题，实现“零排放”和生态环保养殖。四是效益显著。提高了肉料比，一头90 kg重的商品猪可节省饲料24.5 kg左右，育肥猪料肉比从（5～3.1）∶1下降到（3～2.76）∶1，按每千克饲料2.44元计算，每头猪可节省饲料费60元，经济效益明显提高[12]。

笔者认为舍内发酵床养殖需要一定的专业技术，对于有专业技术人员的大公司，用这种方法养殖理论上绝对是增效的。但对于技术匮乏的小规模养殖场，是否能从中获益，值得权衡。舍内发酵床最早是在日本发明并使用的，主要是因为日本土地资源有限，环境对粪污的承载力有限，而探究出“零排放”养殖技术。我国幅员辽阔，所以，目前这种技术在我国应用不是很广泛[13]。

3.2.3 膜处理粪污技术目前较有效的处理粪污的方法是污水膜处理系统[14]。膜处理系统是由德国首先发明并应用于污水处理中，是世界上最有效、节能的污水处理核心方式，被欧洲广泛应用于污水处理工艺中。数据信息化监控手段，使管理更加方便。

污水膜处理系统核心的工艺原理是通过半透膜的选择渗透性，将氮磷等污染物阻挡在膜的一侧，清水则透过半透膜到膜的另一侧。膜组件是由一根根中空膜材料的软管组成，通过梯度组合不同渗透性的半透膜，可将污染物逐级分离，最终污水处理系统终端液体接近清水排放，满足国家污水排放标准。根据膜组件核心工艺，综合欧洲先进工艺、设备，有两套粪污处理解决方案。

3.2.3.1 膜组件化学处理方式（氨氮回收利用型）膜组件化学处理方式有利于氨氮回收利用，大致流程是先将畜禽粪便集中到蓄粪池，通过固液分离设备将粪便分离成污水和固体污物，污水经过板框压滤、膜分离变成清水达标排放，而分离出的污物一部分随上一步骤的固体污物一起进入堆肥、制化肥等工艺，另一部分制成副产品及液态肥。见图1。

该处理方式的优越性首先是能进行自动化处理和分析数据，能设置处理后污水的磷、氮等一系列成分的含量，并按照此标准去处理污水；再者，该污水处理过程是完全封闭的，不会排出任何气体污染物，是一种无臭的污水处理方式；此外，该处污方法能减少90%以上的氨氮排放，最终产生的硫酸铵可用作化肥，减量化大，废物利用化大；另外，该法处理的污水最终能变成无色透明的清水，处理效果可见性高；最后，与常规的污水处理方式相比，该法还有占地面积小的优点。

3.2.3.2 膜组件生物处理方式（氨氮零排放型）膜组件生物处理方式与膜组件化学处理方式大致流程相同，见图2。区别在于用生物反应器代替板框压滤、膜分离。生物反应器的原理是利用微生物厌氧菌的一系列生化反应将污水中的氮磷等成分降解，最终使污水变清水并达标排放。该处理方式的优越性在于其处理过的有机污泥近零排放，且处理过程中耗能低。

笔者认为选用粪污处理工艺时，应根据养殖场的养殖种类、养殖规模、粪污收集方式、当地的自然地理环境条件以及排水去向等因素确定工艺路线及处理目标，并应充分考虑畜禽养殖废水的特殊性，在实现综合利用或达标排放的情况下，优先选择低运行成本的处理工艺。

3.3 控制臭气、有害气体粪污的恶臭味主要是日粮中吸收不完全的蛋白质腐败所产生，如果能提高日粮蛋白质的消化率，则可以大大减少恶臭气味的产生。动物机体消化吸收蛋白质的途径是将其分解成小肽或氨基酸后再吸收，能被吸收的氨基酸的量成一定的比例。以这个比例的氨基酸配成蛋白质（理想蛋白质）饲粮，可使蛋白质充分利用，从而降低粪尿中氮的排出量[15]。此外，在饲料中加入各种益生素与除臭剂，可促进消化、减少氨和其他腐败物质过多生成，也可以减少氮的排出量和粪便臭气的生成[16]。其他的控制臭气的方法还有：合理选址和布局养殖场、控制养殖密度、广种绿化植物、及时清粪、微生态环境改良菌种及芳香剂的使用。

图1 膜组件化学处理模式

图2 膜组件生物处理模式

3.4 控制病原微生物污染和药物污染养殖场除了有形的污水与粪便污染外，还存在着一种无形的易被忽视的污染--病原微生物的污染。2013年黄浦江及其上游水域出现大量漂浮死猪事件后，全国范围内基本上建立了一整套病死畜禽无害化处理系统，但生物安全仍然不被很多养殖场主重视。制定科学合理的免疫程序，控制养殖舍内环境，做好卫生、通风和温控，并强化安全消毒措施，而病死畜禽无害化处理是关键的一步，基础设施包括化尸池与无害化处理机。此外，应定期杀虫灭鼠和控制有害生物。

关于药残把关，必须依法严格控制各类药物的停药期。以控病防病为主，治病用药为辅。禁止使用非法治疗药物和非法饲料添加剂，且不滥用抗生素、激素类等药物[17]。

4 健康养殖模式的分析

健康的养殖模式是一种资源节约型、环境友好型可持续发展模式，在提高经济效应的同时，兼顾生态效应和社会效应。笔者总结健康养殖模式可从以下几点入手：第一，依法选址、科学规划与布局。应根据猪生产特点、生产规模、饲养管理方式等方面的实际情况，对地势地形、土质水源、交通和气候等方面进行全面考虑。第二，养殖场的设计与建设。如猪-沼-果生态养猪模式的建设，漏缝地面、免冲洗猪舍设计等，科学的建设才能有健康合理的养殖环境。第三，品种保护和选育，合理配种繁殖。遗传病、近交劣势往往被忽视，这将影响养殖场的生产效益。第四，推进饲料安全，探求最优饲料配方。饲料安全决定畜禽产品质量，最优配方将能降低料肉比，直接决定收益。第五，加强疫病综合防治。畜禽发病的主要原因包括环境、畜禽体质、遗传、营养和特定的病原。科学免疫接种、环境消毒、把握引种原则和要求、疫病的监控是必不可少的。第六，饲养管理和环保。不同的动物有不同的生活习性，对应有不同的养殖模式。饲养管理是养殖的核心技术，决定了生产效益。第七，与时俱进，利用现代先进技术。如水帘负压通风降温系统、自动刮粪设计、防疫注射程序和各阶段全价料的配给等。这些技术措施会给养殖业带来巨大的经济效益[18]。

5 展望与结语

当今，养殖业的环保压力越来越大，环保不过关的养殖场户面临的命运是被拆除与淘汰。福建省环保厅、农业厅联合调查数据显示，2015年全省已关闭拆除禁养区养猪场（户）3.09万家，消减存栏生猪395.3万头，完成可养区生猪规模养殖场标准化改造1 598家，其中2015年下半年，全省禁养区关闭、拆除猪场近1.3万家。福州市畜禽养殖污染整治办也表示，福州2015年共拆除猪场3 000多家，其中下半年花大力气“啃硬骨头”，禁养区拆除猪场300多家，可养区拆除污染猪场1 000余家。由此可以分析出养殖业的趋势是走向集约化、规模化，而养殖场粪污处理后的去向只有两种，即周边土地容纳自销和制生物肥出售。由此可预见未来养殖业可能普及的两种模式：第一种，大型养殖场+生物肥制造厂模式。大型养殖场的粪污数量大，周围环境难以承载，如果运输至其他地方无疑是增加了运输成本。而直接在养殖场周边建设生物肥制造厂，能增加一部分收入，虽然需要前期的建设投资，但从长远来看是经济的。另一种模式是小中型养殖场的种养结合模式，对于小中型养殖场，配备生物肥制造厂是不划算的，但如果采用种养结合的养殖模式，粪污在土地中的消纳周期会大大缩短，此外，种植能带来另外的经济收入。需要注意的是这种养殖模式要根据土地的承载力与粪污的消纳周期等因素来规划养殖与种植的规模比例，目的是使小区域形成一个物质循环的生态系统，种植与养殖健康持续发展[19]。

关于养殖场污染物处理的技术与设备，未来开发的方向应该是向着无害化处理和资源综合利用，主要有高品质、高肥效复合有机肥制造技术和成套装备，畜禽养殖废弃物的预处理新技术，快速厌氧发酵工艺和高效生物菌种，沼气净化提纯和压缩等燃料化利用技术与设备等。而关于养殖废水处理技术与装备，未来的方向主要有两点：一是研究高效、低成本的畜禽养殖废水脱氮除磷处理技术；二是开发畜禽养殖废水循环利用处理技术与成套装备。此外，关于清洁的养殖技术，开发适合干式清粪操作的废弃物清理机械、新型圈舍与符合生物安全的畜禽养殖技术、微生物菌剂等也是未来的发展方向[20]。

综上所述，畜牧养殖与环境保护应是并行的。健康的养殖模式是一个统筹兼顾的过程，要根据当地自然条件的特点、经济状况和市场导向等综合考虑，进行科学规划和设计，使经济、社会和生态环境多方面共同发展，使畜牧业的发展健康可持续。

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Discussion on the development of animal husbandry and healthy aquaculture

Ye Junxiao Xiao Tianfang
(College of Animal Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002)

Nowadays,the requirements of environmental protection industry in the face ofmore and more high,and the human society to the quality of livestock and poultry products are also highly concerned.Hazards generated from the livestock pollution control ideas, analyze the specific measures of pollution control and cultivation mode of health,and make some predictions for the future developmentof the aquaculture industry,in order to provide a reference with reference to environmental farming.

Aquaculture Environmental protection Sound development

A

1003-4331（2017）02-0014-05

福建省现代农业生猪产业技术体系建设专项（2014-2016）资助。

叶君潇(1993-)，男，研究生，E-mail: 798821446@qq.com。肖天放(1964-)，男，教授，E-mail:tfxiao@163.com。