養(yǎng)殖業(yè)污染及其綜合防治措施

褚貴芳

山東省棗莊市山亭區(qū)畜牧獸醫(yī)局,山東棗莊277200

近20年來(lái),我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,肉、蛋、禽總產(chǎn)量連續(xù)保持世界第一,為改善我國(guó)人民生活水平,調(diào)整人們膳食結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)民收入做出了巨大的貢獻(xiàn)。但不可避免地產(chǎn)生了大量的“畜產(chǎn)公害”,畜禽糞便、養(yǎng)殖污水任意堆棄、排放現(xiàn)象普遍存在,養(yǎng)殖場(chǎng)集中地區(qū)環(huán)境惡化,間接對(duì)水源、土壤等產(chǎn)生污染。按糞便排泄量計(jì)算,1頭豬的排糞量相當(dāng)于2個(gè)人的排糞量,而按BOD5(生化需氧量)的排泄量計(jì),則1頭豬相當(dāng)于13個(gè)人。按我國(guó)1999年養(yǎng)豬5.2億頭計(jì),其糞便排泄量和BOD5排泄量分別相當(dāng)于10.4億人和67.6億人,危害嚴(yán)重。

近年來(lái),畜禽糞便作為農(nóng)業(yè)肥料的比例大幅下降,大量的糞污未經(jīng)無(wú)害化處理就隨時(shí)隨地排放、堆棄,畜禽糞污對(duì)環(huán)境的污染逐年加大。未處理的畜禽糞污中大量的氮、磷、礦物元素及其產(chǎn)生的氨、硫化氫等惡臭氣體,嚴(yán)重地影響了空氣、水體及土壤的質(zhì)量,破壞了生態(tài)平衡。由于相應(yīng)的環(huán)保設(shè)施不完備,養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的污染已成為一項(xiàng)重要的環(huán)境污染源。加之大部分養(yǎng)殖從業(yè)人員環(huán)保意識(shí)薄弱,部分地方治理力度不夠,養(yǎng)殖場(chǎng)及其周?chē)貐^(qū)的環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻。

1 養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)環(huán)境的污染

養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)環(huán)境的污染主要是因?yàn)轲B(yǎng)殖糞污大量的無(wú)序排放和處理利用不當(dāng)造成的。養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)環(huán)境的污染包括養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的有毒、有害氣體、粉塵、病原微生物、噪聲、未被動(dòng)物消化吸收的有機(jī)物、礦物質(zhì)等。養(yǎng)殖糞污包括畜禽糞便、廢棄的墊草墊料、生產(chǎn)及生活污水等。

1.1 對(duì)大氣的污染

養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的有毒有害氣體、粉塵、病原微生物等可隨大氣擴(kuò)散和傳播。當(dāng)這些物質(zhì)的排出量超過(guò)大氣環(huán)境的承受力(自凈能力)時(shí),將對(duì)人和動(dòng)物造成危害。據(jù)測(cè),1個(gè)年出欄10萬(wàn)頭的豬場(chǎng),每小時(shí)可向大氣排出近148 kg氨氣(NH3)、13.5 kg硫化氫(H2S)、24 kg粉塵和14億菌體,這些物質(zhì)的污染半徑可達(dá)5 km,而塵埃和病微生物可隨風(fēng)傳播30 km以上。

1.2 對(duì)水體的污染

養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)水體的污染主要為有機(jī)物污染、微生物污染、有毒有害物污染。有機(jī)物污染主要是養(yǎng)殖場(chǎng)糞污中含有的碳?xì)浠衔?、含氮、含磷有機(jī)物和未被消化的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排放進(jìn)入自然水體后,可使水體固體懸浮物、化學(xué)耗氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)升高。當(dāng)超量的有機(jī)物進(jìn)入水體后,超過(guò)其通過(guò)稀釋、沉淀、吸附、分解、降解等作用的自凈能力時(shí),水質(zhì)便會(huì)惡化。有機(jī)物被水中的微生物降解,為水生生物提供了豐富的營(yíng)養(yǎng),水生生物(主要是藻類(lèi))大量孳生,產(chǎn)生一些毒素并消耗水中大量的溶氧,最后溶氧耗盡,水中生物大量死亡。此時(shí)因缺氧,水中的有機(jī)物(包括水生生物尸體)降解轉(zhuǎn)為厭氧腐解,使水變黑變臭,水體“富營(yíng)養(yǎng)化”,這種水體很難再凈化和恢復(fù)生機(jī)。微生物污染主要是養(yǎng)殖場(chǎng)糞污中含有大量的病原微生物,它們隨糞污進(jìn)入水體后,以水為媒介進(jìn)行傳播和擴(kuò)散,造成某些疫病的傳播和擴(kuò)散,危害人和動(dòng)物的健康并帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。有毒有害物污染主要是指飼料中的抗生素、違禁藥物、礦物質(zhì)及豬場(chǎng)用的消毒劑等隨糞污排入水體后對(duì)其造成的污染。

1.3 對(duì)土壤的污染

養(yǎng)殖場(chǎng)糞污不經(jīng)無(wú)害化處理直接進(jìn)(施)入土壤,糞污中的有機(jī)物被土壤中的微生物分解,一部分被植物利用;一部分被微生物降解為二氧化碳和水,使土壤得到凈化或改良。如糞污進(jìn)(施)入量超過(guò)了土壤的承受力(土壤自凈能力),便會(huì)出現(xiàn)不完全降解或厭氧腐解,產(chǎn)生惡臭物質(zhì)和亞硝酸鹽等有害物質(zhì),引起土壤成分和性狀發(fā)生改變,破壞了土壤的基本功能。另外,糞污中的一些高濃度物質(zhì)(如銅、鋅、鐵、微生物等)會(huì)隨同糞污一同進(jìn)入土壤,引起土壤中相應(yīng)的物質(zhì)含量異常之高(營(yíng)養(yǎng)富集),不僅對(duì)土壤本身結(jié)構(gòu)造成破壞或改變,而且還會(huì)影響人和動(dòng)物的健康。

2 養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境控制措施

養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境控制主要包括兩方面內(nèi)容,一是控制養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境免受外界的影響和污染;二是防止養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)自身及周?chē)h(huán)境造成不良影響和污染。盡量減少養(yǎng)殖糞污的排出(產(chǎn)生)量,并積極負(fù)責(zé)地對(duì)養(yǎng)殖糞污進(jìn)行無(wú)害化處理利用,是有效控制養(yǎng)殖污染的主要途徑。

2.1 降低或減少養(yǎng)殖污物排出量

降低或減少養(yǎng)殖污物排出量主要是采用有效的營(yíng)養(yǎng)措施,在不影響動(dòng)物生長(zhǎng)和養(yǎng)殖效益的前提下,一方面通過(guò)添加高效添加劑或飼喂消化利用率高的原料,合理降低畜禽飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量,通過(guò)減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄量,來(lái)減少養(yǎng)殖污物的排出量。另一方面通過(guò)添加促進(jìn)畜禽消化吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加劑,提高畜禽對(duì)飼料(糧)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率,來(lái)減少養(yǎng)殖污物的排出量。降低或減少養(yǎng)殖污物排出量是解決養(yǎng)殖污染的根本出路。

(1)平衡氨基酸法。通過(guò)平衡日糧中的氨基酸可減少畜禽排泄物中氮等的含量,氮是排泄物中造成環(huán)境污染的主要元素之一。排泄物中氮一般占干物質(zhì)的2.0%～6.0%(其中33%在糞便中,67%在尿中)。畜禽主要通過(guò)日糧攝入蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)平均含氮16%)態(tài)等氮元素,經(jīng)過(guò)消化吸收,被動(dòng)物機(jī)體利用約35%,其余約65%排出體外。豬在不同生長(zhǎng)階段氮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率、排泄率和利用率。豬攝入的氮平均約65%排出了體外。蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的,蛋白質(zhì)的吸收利用率與其氨基酸組成有關(guān),普遍認(rèn)為蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)就是氨基酸營(yíng)養(yǎng),要提高飼料中蛋白質(zhì)的吸收利用率,就必須改善飼料的氨基酸組成。研究表明,通過(guò)在畜禽飼料中添加某些氨基酸,在不影響動(dòng)物生長(zhǎng)和養(yǎng)殖效益的前提下,可適當(dāng)降低飼料中蛋白質(zhì)含量,進(jìn)而減少排泄物中氮的含量。研究表明,應(yīng)用理想蛋白概念配制的豬日糧,氮的排泄量可減少30%,同時(shí)也能減輕養(yǎng)殖場(chǎng)空氣中氨的濃度和臭味。試驗(yàn)表明,仔豬飼料加0.1%～0.2%賴氨酸,可降低飼料蛋白2個(gè)百分點(diǎn),減少氮和磷的排泄量為20.90%和17.71%。研究者在總結(jié)了雞、豬飼料中加賴氨酸的結(jié)果,一般情況下,添加賴氨酸能促進(jìn)肉雞生長(zhǎng),也能降低氮排泄量。肉雞(3～6周)16%粗蛋白飼料中添加0.2%賴氨酸與18%蛋白質(zhì)飼料其日增重和飼料轉(zhuǎn)化率相似,但降低氮和干物質(zhì)排泄量分別為15.40%和7.92%。據(jù)報(bào)道,蛋白質(zhì)20%的肉雞料中各添加賴氨酸和蛋氨酸0.1%,結(jié)果與23%蛋白質(zhì)對(duì)照組生長(zhǎng)效果相似,但減少干物質(zhì)、氮、磷排泄量分別為9.69%、22.09%和12.46%。另?yè)?jù)報(bào)道,豬日糧蛋白質(zhì)水平若降低1%,排尿量減少11%。試驗(yàn)表明,降低日糧4%的蛋白質(zhì),補(bǔ)足4種必需氨基酸,可降低豬舍69%的氨氣?？傊?通過(guò)平衡氨基酸,降低日糧蛋白質(zhì)含量,可不同程度地減少排泄物中氮及其它物質(zhì)含量,降低后續(xù)處理畜禽排泄物的費(fèi)用和難度,減輕排泄物對(duì)環(huán)境的污染。

(2)添加酶制劑法。酶制劑是一種高效生物催化劑,是動(dòng)物機(jī)體消化吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)必不可少的專用的催化劑。在飼料中添加某些酶制劑不僅能促進(jìn)動(dòng)物消化吸收相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)也能幫助其消化吸收飼料中平時(shí)不能(或不易)被動(dòng)物消化吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)而提高動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率,減少排泄物中某些元素或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物)的含量,降低排泄物的環(huán)境污染性。據(jù)報(bào)道,添加200～1000 U的植酸酶,可使排泄的磷減少25%～50%。在1頭生長(zhǎng)育肥豬(體重18～100 kg,消耗317 kg飼料)飼料中添加植酸酶后,磷排泄量由1.5 kg降為0.11 kg。向肉雞飼料中添加0.1%八寶威復(fù)合酶,結(jié)果干物質(zhì)、氮、磷的排泄量分別降低17%～18%、24%～28%和12%～27%。據(jù)報(bào)道,由于添加植酸酶使玉米—豆餅為主的肉雞配合飼料中約33%不能利用的磷變?yōu)榭衫昧?因此可降低磷排泄量17%～42%。

(3)添加其他添加劑。為了降低畜禽對(duì)攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄量,許多學(xué)者進(jìn)行了廣泛的研究,市場(chǎng)上也相繼出現(xiàn)了一些高效的添加劑。用有機(jī)螯合態(tài)微量元素添加劑代替無(wú)機(jī)微量元素添加劑,能有效降低排泄物中礦物元素含量。研究表明,青年豬料中加0.01%賴氨酸銅(一種有機(jī)銅)與加0.025%硫酸銅形式的銅的飼喂效果相似,但前者排泄物中銅含量顯著下降。在肉雞飼料中添加400 μ g/kg甲基吡啶鉻,能降低干物質(zhì)和氮排泄量分別為5.39%和1.57%。在產(chǎn)蛋雞飼料中添加400 μ g/kg甲基吡啶鉻,減少干物質(zhì)和氮排泄量分別為15%和32%。

當(dāng)然,通過(guò)合理降低日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、選用高效易消化吸收的飼料或原料、減少或禁止使用有害添加物、采用合理的清糞工藝、加強(qiáng)飼養(yǎng)管理、采用多階段式飼養(yǎng)、減少飼料浪費(fèi)等都能有效降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄或糞污中有毒有害物的含量,減輕養(yǎng)殖污物對(duì)環(huán)境的壓力,同時(shí)也能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 合理利用養(yǎng)殖污物

本著“減量化、無(wú)害化、資源化”的原則,對(duì)畜禽污物進(jìn)行合理處理利用,是將畜禽污物變廢為寶和減輕養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)環(huán)境污染的重要措施。養(yǎng)殖糞污中含有大量的有機(jī)物、礦物元素、腐殖物質(zhì)、水及其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)無(wú)害化處理殺滅其中的病原微生物、寄生蟲(chóng)及其卵等后,施入農(nóng)田可改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),提高土壤的保水、保肥能力;用以飼喂畜禽可節(jié)約飼料,降低養(yǎng)殖開(kāi)支,提高養(yǎng)殖效益。分離出的污水凈化后可再用于沖洗畜舍,節(jié)約養(yǎng)殖用水?？傊?對(duì)養(yǎng)殖污物進(jìn)行合理處理利用,使其化害為利、變廢為寶,對(duì)促進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合、維持生態(tài)平衡、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展有著重要而深遠(yuǎn)的意義。

(1)堆肥法。堆肥法是一種好氧發(fā)酵處理糞便的方法。微生物分解糞便中的有機(jī)物并產(chǎn)生高溫,殺死其中的病原微生物、寄生蟲(chóng)及其卵等,腐熟的糞便中大分子有機(jī)物被降解為易被植物吸收的小分子物質(zhì),變成高效有機(jī)肥料,主要包括自然堆肥法和現(xiàn)代堆積法。

(2)殺菌處理后飼喂。禽糞中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。據(jù)測(cè)算,干糞中含粗蛋白質(zhì)15%～30%,粗纖維10%～16%,總氨基酸8%～10%,其中賴氨酸達(dá)0.9%、蛋氨酸0.23%、胱氨酸0.2%、磷3.0%、鉀1.7%,還有鐵、銅、鋅、鎂等微量元素及維生素B2、維生素B12、膽堿等多種維生素。因此對(duì)禽糞進(jìn)行去雜、殺菌、干燥等處理后,可作質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的飼料加工處理方法大致有干燥處理、化學(xué)處理、發(fā)酵處理、青貯、熱噴處理、膨化處理等,當(dāng)然畜禽糞便的處理還有其它一些經(jīng)濟(jì)方便的方法。如適量的用作農(nóng)田底肥,一來(lái)可提高田地肥力,二來(lái)也能解除其對(duì)環(huán)境的污染和處理之勞。

(3)養(yǎng)殖污水處理和利用。污水處理可分為物理、化學(xué)、生物處理方法3大類(lèi),其中化學(xué)處理法因需要化學(xué)藥劑,費(fèi)用較高,存在二次污染問(wèn)題,需有專門(mén)的處理技術(shù)人員,小型養(yǎng)殖場(chǎng)一般不適合采用。

物理處理法一般為養(yǎng)殖污物處理的第一道工序。包括過(guò)濾、沉淀、固液分離等,主要去除養(yǎng)殖污物中的不溶性或機(jī)械雜質(zhì)。生物處理法是利用微生物將污水中的有機(jī)物分解,使不穩(wěn)定的復(fù)雜有機(jī)物降解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物或合成微生物體,達(dá)到處理污水、保護(hù)環(huán)境的目的。根據(jù)處理工藝及條件,污水生物處理法分為自然生物處理法和工廠化生物處理法2種。按照微生物類(lèi)型生物處理法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。前者是使一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸矬w,另一部分被分解為CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-等的鹽;后者除生成細(xì)胞體外,還生成CO2、CH4、H2S等。由于 BOD5反映了污水中可被微生物分解的有機(jī)質(zhì)量。故可以用BOD5與COD的比值(%)來(lái)判定污水生物處理的可行性。該值＞45%時(shí)可行性好;＞30%時(shí)尚可;＜30%時(shí)較差;＜25%時(shí)不宜進(jìn)行生物處理。一般情況下,豬場(chǎng)污水該比值均在45%左右,為生物處理可行性好的污水。

化學(xué)處理法是在污水中加入化學(xué)藥劑,將污水中的溶解物質(zhì)、膠體物體和懸浮物質(zhì)沉淀除去,實(shí)現(xiàn)污水凈化的方法。因本方法的不足所限,一般不用作污水處理的預(yù)處理。