死亡动物无害化处理技术及当前我国死猪处理对策

张振玲，董淑红，孙 朋，薛 忠

(徐州生物工程职业技术学院动物工程系， 江苏 徐州 221006)

中国是世界上公认的养猪大国，每年生猪出栏量约为7亿头[1]。与此同时，死猪的数量也越来越多。若按3%的死亡率计算(发达国家一般3%～5%)，全国每年死猪的数量就有2.1×107头；若按5%的话(国家中长期动物疫病防治规划2012～2020中的防治目标，到2020年我国生猪死亡率防治目标是5%[2])，全国每年死猪的数量就会有3.5×107头；若按10%(自然死亡率)，每年约产生7.0×107头死猪，约合2.0×106t左右的废弃物[3]。上海地区部分猪场2012～2015年生猪的全程死亡率为19.54%[4]，据报道，我国每年死亡猪只数超过108头[5-6]。因此，对死猪进行无害化处理不仅事关生产安全、而且事关环境、食品等公共安全。当前死猪无害化处理技术已比较成熟和完善，但仍有许多需要提高、改善或进一步研究的地方。本文分析了目前死猪无害化处理方法的优缺点及国内外实际使用情况、存在的问题及今后我国的发展方向，为不同规模的猪场采取合理有效措施进行废弃物处理尤其是死猪处理提供参考。

1 死猪来源

死猪来源大致有以下几种：(1)疾病或重大疫情所导致的病死猪；(2)生产过程中产生的死猪，主要有出生时产生的木乃伊胎、流产死胎、因损伤或挤压造成的死猪、因弱小而人工致死的猪、应激或免疫致死、淘汰生产母猪和种猪；(3)灾害产生的死猪，主要是水灾、火灾、中毒等造成的死亡猪；(4)其他不明原因死亡的猪。

2 无害化处理方法

无害化处理就是通过加强物理、化学或生物的方法来加快尸体降解与转化，消灭病原微生物以降低对环境和人畜的威胁，保障人畜健康安全。农业部《病害动物和病害动物产品生物安全处理规程》对无害化处理的描述是：通过用焚烧、化制、掩埋或其他物理、化学、生物学等方法将病害动物尸体和病害动物产品或附属物进行处理，以彻底消灭其所携带的病原体，达到消除病害因素，保障人畜健康安全的目的[7]。

无害化处理目前有两种比较权威的提法：一是全国畜牧总站体系建设与推广处提的深埋法、焚烧法、堆肥法、化尸窖处理法、化制法和生物降解法[8]，另一个是农业部提出的深埋法、焚烧法、化制法和发酵法[7]。本文倾向于第二种提法，即掩埋法、焚烧法、化制法和发酵法，其中发酵法包括堆肥法、沼气法及化尸窖法[9-10]。

2.1 掩埋法(Burial)

掩埋法是指将动物尸体及相关物品直接用土掩埋或简单消毒后掩埋(直接掩埋)或投入到化尸池(窖、井等)中并覆盖、消毒，发酵或分解的一种传统方法(亦属发酵法)。目前，直接掩埋已基本不用或很少使用。掩埋法由于具有处理速度快、成本低、简单等优点，所以是快速大规模处理死猪尸体的主要方法，也是国内外过去普遍采用的方法。此方法的缺点也很明显：(1)自然降解速度慢；(2)处理地点难寻，近年，随着养殖业规模化、集约化发展，受养殖数量及掩埋场地制约，许多养殖场周边已出现“尸满为患”现象；(3)易造成土壤和地下水污染甚至病原微生物的再次扩散；(4)挖掘、掩埋耗时耗工；(5)生物安全性难以评价。

目前，欧盟国家已禁止使用该法处理死亡动物的尸体，但在作为控制严重传染性疾病爆发而杀死大量动物时的应急处理措施时以及在偏远地区还允许使用。美国是仅次于中国的世界第二大养猪国，其环境保护法堪称世界上最为严厉，目前在所有的养殖区仍允许使用掩埋法处理尸体[11]。我国目前也仍然在使用，建议尽早禁止使用掩埋法(直接掩埋)处理死猪。在我国，一些养殖场包括某些大型养殖场目前还在使用，特别是死猪数量较多且其他方法来不及处理的时候。适用于除患有炭疽等芽孢杆菌类疫病，及牛海绵状脑病、痒病以外的染疫动物及产品、组织的处理，常用于非常规条件下的应急措施和不具备工业化集中处理条件下所采取的方式[12]。

2.2 焚烧法(Burning or Incineration)

主要通过火化方式烧毁碳化动物尸体，可分两种：一种是直接焚烧法(burning)，即借助辅助燃料的热量并且在富氧条件下对死亡动物直接加热分解，最终成灰渣的过程，多在场实行，比如在露天将尸体放在柴堆上直接燃烧。是许多国家都使用过的传统方法。目前，欧盟国家也已禁止使用该法处理动物尸体，但是在作为控制严重传染性疾病爆发而杀死大量动物时的应急处理措施时以及在偏远地区还允许使用。我国在绝大多数地区也要禁止使用直接焚烧法处理死猪，但是要允许一些偏远地区或是在严重传染性疾病爆发时允许使用该方法。另外一种是炭化焚烧( incineration)，是一种改进的特殊的燃烧方法，通过热解的原理，在无氧、高温条件下，将死亡动物转化成高温烟气和性质稳定的固体炭化物，高温烟气进一步燃烧的处置过程。优点主要是：(1)彻底消灭病原微生物、效果可靠；(2)处理速度快。缺点主要是：(1)环保问题；(2)费用较高；(3)无法进行资源循环利用。这种方法因为消耗大量燃料且需要专门设备(比如焚烧炉)所以增加了处理费用，从而增加养殖成本。在美国，在所有尸体处理方法中，因为费用较高引起的抱怨最大，因此最不可能继续保留[11]。欧盟国家主要使用化制法处理死猪。我国也不太常用，大型焚烧场所寥寥无几，许多地方建有小型焚尸炉，因费用较高而纷纷倒闭或停用，因此焚烧法也不符合我国国情[11]。虽然高昂的费用和处理不当对空气的潜在污染风险降低了它的应用价值，但是某些情况下还必须使用，我国《病害动物和病害动物产品生物安全处理规程》规定“对确认患口蹄疫、猪瘟、传染性水泡病、猪密螺旋体痢疾、急性猪丹毒等烈性传染病的病死猪须采用焚烧法进行无害化处理”。由于一般焚烧设施多远离养殖区，而感染性动物尸体的运出存在安全隐患，需要专门的运输车，增加了养殖企业的成本。因此，建议建设大型的焚烧中心(保留上海的大型焚烧中心，另外在西南比如四川、在东南、东北还有西北各建一个大型的焚烧中心)，以应对口蹄疫、猪瘟、传染性水泡病、猪密螺旋体痢疾、急性猪丹毒等烈性传染病发生时产生的病死猪处理，并提高补贴水平。

2.3 化制法 ( Rendering)

通过机械、加热或化学处理等方式，使动物尸体转变成蛋白固形物(肉)、骨粉、可溶性脂肪或油脂和水的过程。包括湿化化制(高温高压饱和蒸汽直接与病死畜禽尸体接触)、干化化制(热蒸汽不直接和病死畜禽尸体接触，而循环于夹层中)和碱解法。湿化法是一种实现微生物灭菌的常规方法，国内应用实例较多，技术也比较成熟[12-14]。这种方法产生有价值的副产品(骨粉、油脂、皮革等)，实现了资源的循环利用，能够灭活大部分病原。缺点：(1)需要专门的设备，投入成本较高;(2)对于温度及压力有一定要求(133 ℃/20 min/300 kPa)；(3)无法杀灭朊病毒[15]，因此存在一定的生物风险；(4)异味明显控制成本较高。

由于是把猪尸体转化为有营养价值且生物安全制品的资源循环利用方法，虽然较为传统，仍受到技术较先进的欧盟成员国的青睐。欧盟国家不仅目前对化制法使用较为普遍，并且将来很可能还是比较青睐该方法[15]。化制法是欧盟处理动物尸体的优先方法，由于不能彻底杀灭疯牛病(TSE)病原致使化制产品销路大减，动物尸体化制成本显著增加，加上动物尸体收集频率降低，在美国，由于越来越严格的环保监管措施或者油脂、蛋白和皮革价格的下降，美国化制厂越来越少，运输死猪尸体到集中处理的化制厂的成本也大为增加，所以在美国不是用的很广[11，16]。国外发达国家除欧盟外使用的越来越少，逐渐为其他处理方法取代，在日本，台湾的化制厂，由于臭味影响环境，常有群众抗议和反对[17]。郑冀鲁等[18]开展的肉质废物水热液化制备液体燃料的研究提出的水热液化法(hydrothermal liquefaction)或水热碱液化法(alkaline hydrothermal liquefaction)[19]从病死猪肉身上提炼生物油的方法当属化制法或化制的改进，提炼出的生物油其化学成分较复杂，包含较多的芳香烃，还含有酮类、酯类、醚类、羧酸和呋喃等各种化合物。可用于锅炉、工业窑炉的燃烧供热，进一步精炼后有望用于机动车辆。可能是我国未来发展的方向之一。

碱解法，又叫碱化水解法(alkalization hydrolysis)，目前在我国还研究较少，应用更少，仅在高级别安全性实验室领域有所研究和应用，此法具有彻底灭活包括朊病毒在内的病原微生物、不产生有害气体、操作简单、费用低等优点，具有研究和推广价值。碱化水解处理动物尸体技术能够灭活包括朊病毒在内的几乎所有病原微生物，碱水解产物还可再次利用，实现了废弃物的循环利用，与焚烧、掩埋等传统处理方法相比具有生物安全性高、灭菌能力强、绿色环保等特点，能对染疫动物进行无害化处理，该技术在国外得到深入研究，并已在欧美发达国家得到应用，在动物尸体、屠宰场废弃物等无害化处理方面展现出巨大的发展潜力，在国外已用于畜禽尸体的无害化处理。但是，我国目前对此技术尚未引起足够的重视，研究及应用尚处于初级阶段，因此，有必要对碱化水解处理动物尸体技术进行更为全面系统的研究，以提高我国死猪无害化处理水平，为我国畜牧业健康持续发展提供更多更好的技术手段[21]。

建议进一步完善和规范干化和湿化化制法及其应用，处理死猪要以市场化运作为主体，国家适当补贴，加强监督和管理，加强臭气治理研究。

2.4 发酵法(Fermentation)

通常所说的发酵是指生物体对于有机物的某种分解过程，一种生物化学反应，在食品工业、生物和化学工业中有着广泛的应用。无害化处理技术中所指的发酵法是指将动物尸体及相关动物产品与稻糠、木屑等辅料按要求摆放，利用动物尸体及相关动物产品产生的生物热或加入特定生物制剂，发酵或分解动物尸体及相关动物产品的方法[7]。按照这一定义，发酵法应该包括以下几种方法：堆肥(composting)法、沼气(Methane gas or biogas)法((生物消化(biodigestion)或厌氧消化(anaerobic digestion)法))、化尸窖处理法[10]等。

化尸窖是指按照 《畜禽养殖业污染防治技术规范》 (HJ/T81-2001)要求，在地面挖坑后，采用砖和混凝土结构施工建设的密封池，又称密闭沉尸井、处理窖、尸腐池、生物降解池、无害化处理池、化尸池等。化尸窖处理法即以适量容积的化尸窖沉积动物尸体，让其自然腐烂降解的方法[12]。由于化尸窖处理法一般也是把动物尸体掩置于地面之下，所以从形式上讲，把化尸窖法归入掩埋法中也是合理的；但若从原理上讲(化尸窖法是利用自然界微生物的缓慢分解作用)，归入到发酵法似更合理[9]。因建造简单、投入低、运行成本低等特点，目前在我国仍普遍使用，适用于批量畜禽尸体的无害化处理[10]。鉴于目前我国养殖废弃物无害化处理及资源化处理的趋势以及此法存在一定的生物安全隐患等原因，应逐渐减少此法的应用。

建议在当前养殖成本攀升、同时又面临进口猪肉压力等情况下，我国要重视发酵法的研究和应用，特别是堆肥法和沼气法。建议加强相关方面的研究，比如养殖规模与土地承载力、堆肥中臭气的控制、发酵温度与添加物等。

2.5 其他方法

逆聚合是采用高能量微波在富氮缺氧的密闭舱进行消毒灭菌的动物尸体废弃物处理方式。优点是能非常迅速且有效地将感染性医疗及生化废弃物分解并处理成无毒无菌且无法识别的碳化残渣能在操作温度150～250 ℃将处理的废弃物消毒并达到LOG6的灭菌效果，其产物是无菌无毒碳化小球状颗粒[21]。缺点是处理量不大，不适于大规模集中处理；设施购置、运行和维护的费用非常昂贵，适用领域较窄，可用于实验型小型猪的死亡处理。

“生物转化法”是利用昆虫黑水虻的腐食性，将病死猪作为其饲料的无害化处理方法。杨燕等[22]发现黑水虻腐食病料后，虫体及排泄物中这两种疫病核酸检测成阴性，初步提示了黑水虻可用于病死猪的无害化处理。2014年湖南长沙县被列入全国病死动物无害化处理试点县。该试点采用完全密闭的病死猪处理生产线，病死猪进入车间破碎后输送至加热炉，经两小时200 ℃以上的高温灭菌，将所剩残渣进行生物发酵。利用发酵产物饲养食腐昆虫黑水虻，再用黑水虻饲养青蛙，此为一种不同源的转化过程。经检测，黑水虻及青蛙的各项指标合格。因此，利用黑水虻实施生物转化，可为养殖业病死动物尸体的无害化处理开辟一条新的途径。

3 小 结

综上所述，应遵循节能减排、节本增效的原则，各地区各猪场根据各自猪场条件及所处的位置，选择适宜的死猪无害化处理技术或模式。堆肥法技术简单、成本低廉，可在场处理等优点而受到较多关注，被国内外学者公认为最具可行性的无害化和资源化处理方法，在广大种植区的猪场或家庭农场应重点考虑使用堆肥法。在具有大中型沼气工程的规模养殖场应重点考虑使用沼气法，而应逐渐减少化尸窖法的应用。同时还必须保留一些焚烧中心。此外，还应积极探索研究新的技术或方法。