查湘义
(辽宁省交通高等专科学校建筑工程系,辽宁 沈阳 110122)
畜禽养殖废弃物主要包括畜禽产生的粪便、尿液、地面冲洗产生的废水以及其他形式产生的固状或液状废弃物。随着我国人口的不断增加、经济的快速发展以及人民生活水平的提高,人们对畜牧产品的需求量也逐年增加。从2003年到2012年,我国猪、牛、羊等肉类总产量增长值超过30%,以适应日益增长的畜禽肉类需求。但是,随之带来的畜禽养殖废弃物污染问题日益严重,畜禽粪便等所造成的土壤、水体、大气等污染问题已成为我国环境污染的重要因素之一,因此畜禽养殖废弃物妥善处理和资源化利用势在必行。
近年来,国家日益提高对畜禽养殖废弃物资源化利用的重视程度,并出台了一些政策。2017年6月12日,国务院办公厅印发《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》(以下简称《意见》),提出了畜禽养殖废弃物资源化利用的指导思想、基本原则和主要目标,建立健全畜禽养殖废弃物资源化利用制度和保障措施。2017年6月27日,在湖南省长沙市召开全国畜禽养殖废弃物资源化利用会议,汪洋出席会议并强调必须抓好畜禽养殖废弃物资源化利用,这对改善农业生态环境、提高农村居民生活环境具有重大的意义。
畜禽养殖废弃物中,粪便和尿液为其主要的污染物,不仅产生量巨大,而且有机物含量高。粪便和尿液混合物露天堆放会散发出有毒、有害的气体,造成周边大气环境污染,危及人类身体健康。比如,粪便和尿液所散发出的粪臭素和硫醇类等恶臭气体,会严重影响附近居民的生活质量。粪便和尿液经过分解后,会产生大量具有刺激性气味的氨气,严重危害人们的呼吸系统,甚至出现呼吸病症。另外,粪便自然发酵会产生硫化氢、甲烷等有毒性气体,危害人类呼吸系统、影响视力,甚至造成人类中毒伤亡等事件的发生[1]。
粪便和尿液等为主的畜禽废弃物有机物含量高,如果得不到妥善处理而随意进行利用,极易对周边的水体环境造成污染。比如,将粪便作为肥料进行施用时,高含量的有机物会随雨水等流入地表水中,造成水体污染,导致水体COD浓度激增,鱼类等水生生物窒息死亡;同时,粪便中含有大量的氮、磷等植物性营养物质,随雨水进入水体后造成水体氮、磷等物质浓度增大,导致水体富营养化,影响水生生物的生存环境。另外,未经过稳定处理的粪便中含有大量细菌、病毒、寄生虫卵及一些重金属离子等,如果进入水体,极易造成水体生物性污染,影响人类的饮用水安全。
畜禽粪便中含有一些矿物质元素,如钠和钾等,如果未经过妥善处理和合理投放,矿物离子不断进入土壤孔隙中,造成土壤孔隙率降低,透气性变差,破坏土壤结构,引发土壤板结现象。粪便中还含有一些重金属离子,如果投放量过量,大量重金属离子进入土壤并被农作物吸收,从而通过食物链进入人类身体内造成重金属中毒。另外,粪便中锌和铜等微量元素含量超过一定浓度时,容易造成农作物中毒而死亡的现象。
畜禽养殖应在国家政策指导和支持下进行废弃物资源化利用,消除废弃物带来的环境污染问题。由于粪便、尿液中含有大量的易生物降解的有机物,采用厌氧微生物降解的方法进行厌氧发酵处理,产生的沼气可以用来燃烧和发电。西北农林科技大学设计出粪便厌氧发酵成套设备,可以处理粪便和尿液混合物1.85万t/a,产生沼气36.5万m3,稳定处理的肥料1.8万t。据相关资料统计,截至2016年,我国建有4.26万套沼气设备,使用沼气大约5 000万户,每年沼气产量207.5亿m3。另外,对于一些含水量低的废弃物如鸡粪等,可以作为燃料直接燃烧发电。福建圣农集团将鸡粪和谷壳混合燃烧发电,每年燃烧废弃物25.3万t,相比可以节约煤8.86万t。
粪便中含有的有机物及氮磷等微量元素是农作物生长有用的肥料,将废弃物进行科学处理,可以促进农作物的生长,提高农作物的产量和品质,同时可以降低对环境的污染。畜禽养殖废弃物肥料化技术有2种:一种是将废弃物进行厌氧发酵,产生沼气用于燃烧和发电,同时稳定处理后的底物可以作为肥料二次利用;二是针对废弃物的特点,将其制成有机肥直接利用。据相关资料统计,2016年我国利用畜禽粪便生产有机肥的企业8 027家,年产有机肥7 484.0万t,但是这类企业的规模小,大型企业数量少,而且被用于制造有机肥的粪便占畜禽粪便总产量的比例不高,仅为7.12%,可见仍然有大部分的畜禽粪便未被利用。
畜禽养殖废弃物饲料化技术主要针对一些特定的废弃物,如牛羊粪便等。该粪便中含有大量没有被吸收的营养成分,如脂肪、氨基酸、蛋白质及一些微量元素、维生素等,通过粪便杀菌处理,可以作为畜禽饲料二次利用,提高畜禽的消化率和蛋白质代谢。畜禽粪便饲料化利用的主要途径有青贮法、直接饲喂法、干燥法及热喷法等。
畜禽废弃物肥料化利用是其资源化利用的主要途径,而在其堆肥化处理过程中由于含水率高而存在一些不足,因此,浙江省农业科学院开发了蝇蛆生物脱水的新技术[2]。该技术是在新鲜粪便中接种人工培育的蝇蛆,利用蝇蛆的消化和蠕动作用对粪便进行高效生物脱水,解决了新鲜畜禽粪含水量高、堆肥发酵慢的技术难题。另外,利用蚯蚓处理畜禽粪便也是在近几年发展起来的一项新技术,通过蚯蚓可以提取废弃物中的氮磷元素,而蚯蚓和蚓粪作为饲料蛋白重复利用,可以降低氮、磷的投放总量。
按照国务院发布的《意见》要求,除了要提高畜禽养殖废弃物资源化利用程度以外,还需要严格审批制度,根据养殖业生产规模进行环境影响评价,对于不满足要求的畜禽企业一律不得投产。同时要加强企业监管力度,强化宣传引导,提高公众环保意识,大力发展畜禽废弃物资源化技术,重视粪尿废水源头减排控制技术。通过控制粪尿废水源头各个环节的产生量,就可以降低粪便水的含水率和处理量,提高粪便废弃物的处理效率。另外,需要推进种养深度融合机制,引导养殖业和种植业相融合可以避免粪肥的二次运输,消除粪便废水的二次污染问题。
[1]江青东,韩峰,周小果.畜禽废弃物资源化利用的现状与发展前景[J].现代牧业,2017(2):33-36.
[2]姚燕来,薛智勇,王卫平,等.浙江省规模化畜禽养殖固体废弃物资源化利用途径的探讨[J].浙江农业科学,2015(1):23-26.