王志威
(大连理工大学盘锦校区食品与环境学院,辽宁 盘锦 124000)
近几年来,针对畜禽养殖污染问题,南昌市高度重视,出重拳治理,大力开展畜禽养殖污染专项整治行动,探索了一些很好的粪污处理的模式,走出了一条节能与减排并重,绿色、生态、协调、可持续的畜牧业发展成功之路。本文系统分析了畜禽养殖污染的危害以及南昌市在畜禽养殖污染治理方面的所做的工作,提供一些参考。
畜禽养殖过程中产生的温室气体主要有CH4和N2O。
其中CH4主要来源于畜禽粪便的不规范储存与管理,少部分来源于反刍家畜(牛、羊)的瘤胃。粪便在厌氧条件下会发酵产生CH4,一些不规范养殖企业,尤其是在集约化的畜禽养殖场,粪便排放量大,但因为未配套建设相关的粪便处理设备进而仅仅将粪便在化粪池、池塘、粪池或粪坑等液基系统中储存或管理,由此形成了厌氧环境,使得粪便降解产生大量CH4。在相同质量下,CH4的温室效应是CO2的25倍,所以如何妥善处理粪便厌氧发酵产生的CH4迫在眉睫。
除此之外,粪便管理系统排放的N2O源于畜禽粪便中氮素的硝化与反硝化作用。硝化作用是指畜禽粪便中的蛋白质水解产生氨基酸,再经微生物作用脱氨基产生 NH3,NH3溶于水产生 NH4+,NH4+通过一系列的中间反应形成NO3-,在此过程中容易形成某些不稳定的中间体进而自身化学分解产生N2O。而反硝化作用是指反硝化菌在厌氧条件下,通过将硝酸盐(NO3-)作为电子受体完成呼吸作用以获得能量,与此同时产生中间产物N2O。作为最主要的温室气体之一,N2O在大气层中的存在寿命是150年左右进而对臭氧层造成长期持久的破坏。
畜禽养殖污水主要包括畜禽排出的尿液,清洁圈舍、饲槽、地面、设备等的冲洗水。
畜禽养殖污水是高浓度的有机废水,COD、N、P等含量高且严重超标,而且畜禽养殖废水还具有量大,温度低成分复杂,难以分离和收集等特点,所以如果不经及时处理而直接排放,会对周围环境和人畜健康造成严重危害,并且为末端治理增加难度。
1.2.1 污染水体。养殖污水或者冲刷过露天放置的畜禽养殖废物的雨水等含有高浓度有机物的污水直接进入自然水体后,使水中有机物过多,藻类大量繁殖进而大量消耗水中的溶解氧,导致其他水生生物大量死亡,而其尸体被需氧微生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物分解,不断产生H2S,NH3等气体,使水体发臭、水质恶化。与此同时,藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中导致富营养化加剧。
此外,污水通过土壤渗入地下,造成地表水和地下水的污染,使水中的细菌总数超标,污染饮用水。畜禽养殖污水一旦进入地下水,可使地下水溶解氧含量减少,水体有毒成分增多,造成持久性的有机污染,使原有水体丧失使用功能,很难治理、恢复。
1.2.2 污染土壤及作物。畜禽养殖污水如不经处理就直接长期灌溉农田,会导致土壤养分结构失调,物理性状变差,部分地块有害金属和有害病菌超标,土壤性状恶化。而重金属等污染物在作物体内富集,最终会随着作物进入人体,危害人体健康。
1.2.3 传播人畜共患疾病。畜禽养殖污水携带有大量的致病菌和寄生虫卵,直接排放将会对水体和环境造成严重污染,导致水质恶化,蚊蝇滋生,有害微生物大量繁殖,引发人畜共患疾病的爆发。
1.2.4 残留兽药的污染。在养殖过程中,为了防止疫情的发生或是治疗已经出现的疫情,通常都会向饲料中添加抗生素和药物。这样一方面未经代谢或代谢不完全的抗生素会随污水被排放到环境中造成污染,另一方面还会导致畜禽体内的病原微生物进化出耐药性,进而危害人类健康。
为切实解决养殖污染问题,南昌市高度重视,采取了一系列措施,坚持科学规划,合理布局,以南昌县、进贤县、新建县三个畜禽养殖主产县为重点治理区域,以污染最为严重的生猪产业为突破口,以粪污无害化处理与废弃物资源化利用为突破口,通过制定意见、划分三区、广泛宣传、推广技术、依靠项目、督促指导等多种举措,全面开展畜禽养殖污染治理工作。
根据全市养殖现状、城市总体规划、土地资源状况,结合土地载畜量和区域环境容量,畜牧部门制定了全市生猪及家禽发展规划,科学布局全市畜牧业发展重点区域,以县区为单位科学划定“三区”即禁养区、限养区、可养区,实行区域畜禽养殖总量控制,并将“三区”划分图在报纸上进行公式。
根据南昌市畜禽禁养区专项整治方案和各县区优化调整后禁养区划定范围,通过调查摸底、宣传动员、资金奖补、关停退养等一系列有力措施,经过多年努力,南昌市禁养区全面整治到位。截止2017年底,全市禁养区4148家养殖场已全面关停退养,共拆除2 983家,拆除面积235万平方米,退养1 165家,退出面积107.6万平方米,从而切断了一大批污染源。
在如何推进规模养殖场粪污治理改造上,南昌市采取“三管齐下”全力推进。
一是引导畜禽规模养殖场全面实行“三改两分”基础改造。即改水冲粪为干式清粪、改无限用水为控制用水、改明沟排污为暗沟排污,固液分离、雨污分流,做到防雨、防渗、防溢,不给周围环境造成污染。
二是推进单场粪污处理设施建设。养殖场因地制宜、因场施策,自行选取建设成本低、运行费用低和易于管理维护的粪污处理模式,如异位发酵床模式、种养结合模式、达标排放模式、污水曝氧循环利用等粪污治理模式,都可实现粪污资源化利用或达标排放。
三是推进区域性畜禽粪污处理中心建设。即集中处理模式。南昌市三个养殖大县中,进贤县的畜禽粪污处理中心已建成并投入运行,南昌县、新建区的畜禽粪污处理中心已动工,计划2018年底投入运行。畜禽粪污处理中心全部投入运行后,将推动全市畜禽粪污处理迈上新台阶,基本解决南昌市畜禽养殖污染问题。