畜禽糞便對環(huán)境的影響及防治對策

張小剛，曹子薇，張寶利，高秀麗，李 梅，胡建宏，陳江生＊

（1.西北農(nóng)林科技大學動物科技學院，陜西楊凌712100；2.西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院，陜西楊凌712100；3.白水縣畜牧獸醫(yī)局，陜西白水715600；4.白水縣家畜改良站，陜西白水715600）

近年來，隨著人民生活水平的提高，人們對于肉、蛋、奶的需求也逐年增長，畜牧業(yè)得到迅猛發(fā)展，規(guī)模化的養(yǎng)殖模式得到了進一步推廣。規(guī)?；酿B(yǎng)殖在提高生產(chǎn)效率和滿足人們對畜牧產(chǎn)品需求的同時，產(chǎn)生的污染不容忽視。由于近年來畜禽養(yǎng)殖業(yè)從分散的農(nóng)戶養(yǎng)殖轉(zhuǎn)向集約化、工業(yè)化、規(guī)?；B(yǎng)殖，畜禽糞便污染大幅度增加，對周圍環(huán)境而言逐漸成為一個重要的污染源。本文在分析畜禽糞便對環(huán)境的污染現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出防治對策，為畜牧場廢棄物的處理提供參考。

1 畜禽糞便的污染現(xiàn)狀

近年來，規(guī)?；酿B(yǎng)殖模式導致畜禽糞便及糞水總量大大增加。據(jù)初步統(tǒng)計，目前我國每年畜禽養(yǎng)殖場排放的糞便及糞水總量超過1.7×1010t［1］，加上集約化生產(chǎn)的沖洗水，實際排放污水總量遠遠超過了該數(shù)字［2］。我國缺少低成本、高效的糞便處理技術(shù)，養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的畜禽糞便未達標排放是造成環(huán)境污染的重要原因之一。全國90%以上的規(guī)?；B(yǎng)殖場沒有經(jīng)過環(huán)境影響評價，80%的規(guī)?；B(yǎng)殖場缺乏必要的污染治理設(shè)施。畜禽糞便未經(jīng)任何處理隨處排放，造成嚴重的環(huán)境污染［3］。

據(jù)調(diào)查，養(yǎng)殖1頭牛產(chǎn)生的廢水超過22個人生活產(chǎn)生的廢水，1頭豬產(chǎn)生的污水相當于7個人生活產(chǎn)生的廢水。一個萬頭豬場的污染負荷幾乎相當于一個10萬～13萬人口的城鎮(zhèn)。1頭豬的日排泄糞尿按6kg計，是人排糞尿量的5倍，年產(chǎn)糞尿約2.5t。如果采用水沖式清糞，1頭豬日污水排放量約為30kg。1個千頭豬場日排泄糞尿達6t，年排泄糞尿約2 200t。采用水沖清糞則日產(chǎn)污水達30 t，年排污水1×104t。據(jù)估算，到2020年，全國畜禽糞便的產(chǎn)生量將達到4.24×109t［4］。對這些糞尿及污染水若不積極開發(fā)利用，將會導致環(huán)境污染和生態(tài)平衡的破壞。

2 畜禽糞便造成的污染

根據(jù)正常情況下畜禽的糞、尿排放量及其N、P等含量，年飼養(yǎng)一萬羽蛋雞的養(yǎng)雞場平均每天糞便排放量達1.5t，其中N 和P 的排放量為24.45kg和23.1kg；一個年出欄一萬頭豬的養(yǎng)殖場，平均每天糞便排放量達17.5t，其中N 和P的排放量分別達105kg和70kg。若糞便中的N、P 物質(zhì)直接排放到環(huán)境中會對其造成嚴重的危害，其中N 轉(zhuǎn)變成氨氣，釋放到空氣中，增加空氣中氨的濃度，嚴重時形成酸雨；含磷污水進入江河容易引起藻類和浮游生物的大量繁殖，導致水質(zhì)惡化和富營養(yǎng)化，進而引起魚類和其它浮游生物大量死亡。

2.1 空氣污染

畜禽養(yǎng)殖場中檢測出的有害氣體有100 多種［5］。豬、雞等畜禽飼料中的70%左右的含氮物質(zhì)未被充分利用被排泄出來。大量的畜禽糞便如不及時處理，在高溫下發(fā)酵和分解，產(chǎn)生氨氣和硫化氫等臭味氣體，排放到大氣中，會使臭味成倍增加。同時產(chǎn)生的甲基硫醇、二甲基二硫醚、甲硫醚及多種低級脂肪酸等有害氣體，對空氣造成污染，使空氣中含氧量相對下降，導致周圍動物及人的免疫力下降，呼吸道疾病頻發(fā)［6］，同時影響畜禽產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 水體污染

畜禽排泄出大量的廢棄物是水體污染的源頭。在養(yǎng)殖過程中，使用清潔的水體沖洗飼養(yǎng)圈內(nèi)外產(chǎn)生污水，排入溝渠、河流，造成地表水污染或下滲造成地下水污染。清潔水體（如自然降雨、上游流水等）與養(yǎng)殖場的糞便等廢棄物發(fā)生接觸，使清潔水體受到污染，更不容忽視的是通過糞肥歸田利用后發(fā)生營養(yǎng)物流失，也會導致地表水或地下水污染。

糞便和沖洗糞便廢水中含有氮，磷及糞渣等有害物質(zhì)，可以通過地表徑流污染地表水和地下水。水中過多的氮、磷會使水體富營養(yǎng)化，引起藻類大量繁殖，水中陽光和溶解氧降低，水體變黑發(fā)臭，導致魚類及水生生物死亡，嚴重威脅水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。畜禽糞便過量施用，殘留土壤中的氮、磷等物質(zhì)滲入地下水，導致地下水中含氮量升高，人若長期或大量飲用，可能誘發(fā)癌癥的發(fā)生［7］。

2.3 土壤污染

畜禽糞便中含有大量的鈉鹽和鉀鹽，若直接用于農(nóng)田，過量鈉和鉀通過反聚作用會造成某些土壤的微孔減少，破壞土壤結(jié)構(gòu)，危害植物。為了提高飼料的利用率，促進畜禽生長發(fā)育，增強其抗病能力，在飼料中大量添加銅、鋅等重金屬。大量重金屬的添加，不僅使畜禽產(chǎn)品中的重金屬含量殘留超標，同時由于動物的吸收率很低，畜禽糞便中重金屬的含量隨添加量的增加而大大增加。據(jù)統(tǒng)計，一個萬頭豬場，連續(xù)使用高Cu日糧，每年可向豬場周邊土壤排放約2t的Cu，導致土壤中Cu嚴重富集［8］。在部分地區(qū)，糞便中的重金屬是農(nóng)田重金屬的重要來源。隨著土壤條件的變化，重金屬形態(tài)可能發(fā)生變化，從土壤中溶解進入水體，對人體健康產(chǎn)生一定的威脅。

2.4 影響人體健康和畜牧業(yè)發(fā)展

畜禽糞便是人畜共患疾病的主要載體，含有大量的病原微生物、寄生蟲卵及滋生的蚊蠅。在自然條件下，污染水體的病原菌，由于天然水的自凈作用，會很快死亡。若不及時清除，會造成環(huán)境中病原種類增多、菌量增大，以及病原菌和寄生蟲的大量繁殖，造成人、畜傳染病的蔓延［9］。畜禽長期處于這樣的不良環(huán)境中，會造成仔豬（雞）成活率低、育肥豬增重變慢、蛋雞產(chǎn)蛋少、料肉（蛋）比增高［10］，嚴重阻礙了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

3 畜禽糞便污染的防治對策

養(yǎng)殖業(yè)污染是動物生產(chǎn)過程中不可避免的污染。隨著人們環(huán)保意識的提高，養(yǎng)殖業(yè)污染已經(jīng)被人們和相關(guān)部門所重視，并在防治方面取得了一定的成效。但是，畜禽糞便污染并未得到有效的控制。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，可以利用先進科學技術(shù)來處理畜牧生產(chǎn)過程中的糞便污染。

3.1 畜禽養(yǎng)殖場合理選址

為了有效降低畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生糞便對環(huán)境的污染，其選址非常重要。因此，對于新建養(yǎng)殖場，在選址時，應考慮以下幾方面因素。（1）在河流、湖泊等地表水的一定輻射范圍內(nèi)禁止建場；（2）選址時應遠離下滲率較高的地區(qū)；（3）盡量遠離水土流失嚴重的地區(qū)［11］；（4）選擇在周圍有足夠的農(nóng)田，果園等地區(qū)，方便進行糞便消納；（5）對現(xiàn)有選址不合理的畜禽養(yǎng)殖場進行搬遷。

3.2 開發(fā)新型飼料

飼料中過量的氮和磷等物質(zhì)，隨著糞尿排出體外，不僅造成了資源的浪費，而且對環(huán)境造成污染。例如，在畜禽糞便中，Cu和Zn的直接排泄量占飼喂總量的95%以上。Kornegay等［12］發(fā)現(xiàn)，動物飼料中90%的Cu隨糞便排出體外，當豬飼料中Cu濃度為7～10mg／kg和250～370mg／kg時，糞便中Cu濃度從59～88 mg／kg 增加到1 330～2 367 mg／kg。因此，應加強飼料的研究，開發(fā)新型飼料，尋找飼料各組分間的最佳配比，提高飼料中氮和磷等的利用率，盡可能地減少未被畜禽利用的氮、磷等排出體外，有效降低氮、磷等造成的污染。

3.3 糞尿中氮／磷含量監(jiān)測

定期監(jiān)測畜禽場排放的糞尿中氮、磷含量，不達到排放標準的禁止向河流中排放。并與生產(chǎn)管理相結(jié)合，調(diào)控飼料中氮，磷等營養(yǎng)物質(zhì)的比例，提高利用效率。最大限度減少氮，磷等營養(yǎng)物質(zhì)的浪費和排放。

3.4 加強畜禽廢棄物資源化利用

3.4.1 開發(fā)以糞便為原料的有機肥和無機肥 畜禽糞便與工業(yè)污染不同之處在于畜禽糞便是一種有價值的資源。經(jīng)過減量化無害化處理后，可以將畜禽糞便制成優(yōu)質(zhì)的有機肥和無機肥，變廢為寶。在國外，畜禽糞便還田是畜禽糞便處理利用的主要方向。例如，日本在短短幾年內(nèi)解決了畜禽糞便的污染問題，畜禽糞便還田運動起到了很大作用。應該學習國外先進技術(shù)，對畜禽糞便進行綜合利用，大力推進畜禽糞便還田，積極開發(fā)以糞便為原料的有機肥和無機肥，減少畜禽糞便直接排放產(chǎn)生的污染。

3.5 選擇畜禽糞便處理技術(shù)和模式

畜禽糞便中含有大量的病原體，在其資源化利用前，必須進行無害化處理。我國養(yǎng)殖場的規(guī)模大小不一，各地自然條件、經(jīng)濟條件千差萬別，糞污處置與排放方式也不盡相同，因此養(yǎng)殖場糞便處理不可能只采用一種技術(shù)、一種模式。大中型養(yǎng)殖場糞污處理首先應考慮綜合利用，使糞污達標排放。

3.5.1 使用先進的畜禽糞便處理技術(shù) 通過干檢糞或固液分離出來的畜禽糞便中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等植物必需的營養(yǎng)元素，但也含有大量的微生物和寄生蟲，只有經(jīng)過無害化處理才能加以應用。常見的處理方法有生物發(fā)酵法、干燥法及焚燒法等。但焚燒法在燃燒處理時不僅使一些有利用價值的營養(yǎng)元素被燒掉，造成資源的浪費，而且易產(chǎn)生二次污染，不宜提倡。

污水經(jīng)厭氧、好氧、土壤、生物、植物處理后達標排放或厭氧處理后用于蔬菜、果林地的滲灌施肥兼污水處理的方法，其運行方式投資少、費用低、亦還肥于田，并為有機農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，是目前最有實用價值、值得推廣的處理方法之一。畜禽養(yǎng)殖污水處理常用方法主要有厭氧處理法和厭氧－好氧聯(lián)合處理法。

3.5.2 畜禽糞便處理模式 目前，我國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場處理糞污常見的模式有：能源模式、能源－環(huán)保模式、環(huán)保模式、生態(tài)工程模式。能源模式是以厭氧處理獲取沼氣為核心的大中型畜禽養(yǎng)殖場的能源工程；能源－環(huán)保模式是農(nóng)業(yè)部倡導的、以厭氧發(fā)酵制取沼氣為核心并結(jié)合環(huán)保要求的處置與利用方式；環(huán)保模式是環(huán)保部門倡導的，以預處理、厭氧、好氧、后處理等手段使污水處理后達標排放的方式，是較為全面的處理畜禽糞便的一種模式。生態(tài)工程模式是利用生態(tài)工程技術(shù)將糞水處理與污水資源化利用結(jié)合起來的模式，既解決環(huán)境污染問題，又充分利用資源，變廢為寶。規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場可根據(jù)本場污染物處理要求及糞污處理方式，從而選擇相應的處理模式。

3.6 畜禽糞污處理產(chǎn)業(yè)化

隨著大型規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，吸引社會各界投資，使畜禽糞便處理處置形成產(chǎn)業(yè)化和專業(yè)化，這種運作模式不僅可解決畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染問題，而且可為綠色食品生產(chǎn)提供可靠的物質(zhì)保障，并通過出售有機肥提高經(jīng)濟效益，也可為農(nóng)民創(chuàng)造就業(yè)機會。通過產(chǎn)業(yè)化吸引多方投資，開展專業(yè)運營，可以實現(xiàn)環(huán)境、農(nóng)業(yè)和投資方共贏的局面，這種社會化服務(wù)是社會發(fā)展的必然趨勢。

目前，我國畜禽養(yǎng)殖場糞污處理大量采用厭氧工藝和堆肥處理工藝，產(chǎn)生沼氣和堆肥、肥料產(chǎn)品。隨著沼氣發(fā)電的利用及堆肥、沼渣、沼液的商品化利用，畜禽糞污處理技術(shù)也成為一種新型產(chǎn)業(yè)。

3.7 完善相關(guān)法律法規(guī)，充分發(fā)揮政府作用

我國的相關(guān)立法層次較低，目前的管理規(guī)范都只是行政法規(guī)和標準，還沒有上升到法律的高度，因而其威懾性有限，養(yǎng)殖場自覺遵守的較少，在實踐中存在有法不依和執(zhí)法不嚴的現(xiàn)象。因此，應盡快完善相關(guān)法律法規(guī)，充分發(fā)揮政府的職能和作用，盡可能地使所有養(yǎng)殖場產(chǎn)生的畜禽糞便達標排放，有效減少畜禽糞便對水體的污染。

3.8 走農(nóng)牧結(jié)合道路，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟

目前，集約化畜禽養(yǎng)殖場多建在大、中城市近郊是中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治存在的主要問題之一。另外大量養(yǎng)殖專業(yè)戶和專業(yè)村，導致畜禽糞便量大且集中，而城郊又無充足的土地進行消納，形成農(nóng)牧分離，種養(yǎng)嚴重脫節(jié)的不利局面，導致環(huán)境的嚴重污染［13－14］?；实拇罅渴褂脤е掠袡C肥施用量大幅減少，使畜禽糞便未得到有效利用。糞肥在保持和提高土壤肥力的效果上遠遠超過化肥，使糞便作為肥料還田是一種促進農(nóng)牧良性循環(huán)、維持生態(tài)平衡的有效措施，特別是要考慮是否有足夠的農(nóng)田消納糞污和提供優(yōu)質(zhì)飼料，提高糞便的利用效率，減少糞便的排放，走農(nóng)牧結(jié)合的道路，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。

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