規(guī)模畜禽場臭氣防治研究進展

摘要 為了防治規(guī)?；笄輬龀魵馕廴?，通過查閱大量文獻對畜禽養(yǎng)殖場臭氣來源、除臭技術方法等方面的研究進展進行了綜述。進一步分析了臭氣防治技術研究的趨勢，并展望了未來的發(fā)展方向，以期為規(guī)模畜禽場臭氣防治研究提供參考。

關鍵詞 畜禽場；臭氣；污染；H2S；NH3；治理

中圖分類號 S851.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）17-05511-03

Abstract In order to control the odor of scale livestock and poultry farms， through reviewing literatures， the research progress of odor sources and deodorization technology methods were elaborated. The research trend and of odor control technology was analyzed， the development direction was forecasted， so as to provide reference for odor control in scale livestock and poultry farms.

Key words Livestock and poultry farms； Stink； Pollution； H2S； NH3； Control

近年來，我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，各地不斷興建規(guī)模養(yǎng)殖小區(qū)和畜禽養(yǎng)殖場，大大提高了養(yǎng)殖效率，為社會提供了豐富的肉、蛋、奶產品。但是，由于畜禽飼養(yǎng)集中度越來越高，污染問題日益突出。據(jù)測定，1個年產10.8萬頭的豬場，每小時可向大氣排放159 kg的NH3、14.5 kg的H2S ；1個存欄量為3萬只的蛋雞場，每天排放到空氣中的氨氣量達1.8 kg[1-2]。

畜禽場惡臭氣體的成分復雜，大概有160 多種[3]。按化學組分可以分為以下幾類：①酚類和吲哚類；②揮發(fā)性含硫化合物；③揮發(fā)性低級脂肪酸類；④氨和揮發(fā)性胺類等。硫化氫和氨氣是畜禽場臭氣中的主要成分，也是國家規(guī)定的惡臭污染物[4]。

惡臭氣體不僅降低畜舍空氣質量、降低畜禽生產性能和抗病力（如呼吸道疾病、氨中毒），而且會對畜禽場及周圍人們的健康產生不良影響（如引起嘔吐、精神不振、煩躁、記憶力下降、內分泌失調和心血管疾病等）[5-6]。隨著政府的重視和人們環(huán)保意識的增強，國內對畜禽場臭氣污染的防治已經起步。筆者從飼料調控、畜禽舍凈化、管理和工藝等方面對臭氣防治方法研究進行了綜述，并分析了規(guī)模畜禽場臭氣防控的發(fā)展趨勢，旨在為解決畜禽場臭氣問題提供借鑒。

1 飼料調控

1.1 日糧的科學配制

降低日糧中粗蛋白水平，可以提高動物對日糧營養(yǎng)的吸收。應用合成氨基酸、飼料可利用氨基酸技術、理想蛋白，日糧中配合使用消化率較高的飼料原料，都可以顯著降低日糧中粗蛋白的含量，有效減少氮排放[7]。研究表明產蛋雞日糧中粗蛋白從17%降至15%，糞中氮含量可下降50%；粗蛋白水平降低1 個百分點的豬日糧蛋白可減排氮8%[8]。配制飼料時應考慮動物的性別、消化吸收特點和不同生理階段等，這可以提高消化率，促進營養(yǎng)素的吸收。試驗表明，若日糧氨基酸平衡性較好，日糧中減少2個百分點的蛋白質水平不會對畜禽生產性能產生明顯影響，卻可使排泄物中氮含量下降20%。

1.2 應用除臭添加劑

除臭飼料添加劑主要包括吸附型添加劑、酶制劑、酸化劑、微生態(tài)制劑、益生元、中草藥添加劑和植物活性提取物等。

1.2.1 吸附型添加劑。

吸附型添加劑主要指活性炭、沸石粉、膨潤土、麥飯石等吸附型材料，具有表面積大、孔隙多、吸附和交換能力強的特點，可以吸附惡臭物質，從而達到除臭的目的。周慶民等研究表明在50 kg的兔飼料中添加2.5 kg沸石粉，在48.5 kg的雞配合飼料中添加1.5 kg沸石粉， 21～47 d后兔舍中NH3含量下降 31%，雞舍中NH3含量下降45%～78%[9]。 汪連松[10]研究表明添加 2%的沸石粉在蛋雞飼料中，可以預防蛋雞發(fā)生細菌性腹瀉，使臭氣排放量減少，且可以提高產蛋率。 吸附劑的缺點是吸附能力會隨時間推移而降低，除臭率較低，當溫度升高到一定程度，還會放出吸附物。

1.2.2 酶制劑。

添加植酸酶、蛋白酶等可以使日糧中的營養(yǎng)物質消化利用率提高，氣體排放總量下降。研究表明，應用酶制劑可分別提高畜禽的氮和磷利用率17%～25%和20%～30%，從而減少畜禽糞便中氮、磷的排放量，既節(jié)約飼料，又保護環(huán)境。在仔豬日糧中添加消化酶，可以增加腸道內消化酶，降低39%的豬糞排出量，42 d后再下降18%[11]。

1.2.3 酸化劑。

添加適量酸化劑能使動物腸道內的菌群達到平衡，抗應激能力增強，消化道疾病減少，胃排速度延緩，營養(yǎng)素吸收充分；還可以防止飼料霉變，改善適口性，提高營養(yǎng)物質消化率，降低NH3和H2S[12]。汪莉等[13]報道在仔豬日糧中添加1%的檸檬酸和0.15%溢多酶可以提高飼料干物質消化率2.51%，提高粗蛋白質消化率6.49%，降低NH3濃度17.6%，降低H2S 濃度14.95%。

1.2.4 微生態(tài)制劑。

微生態(tài)制劑是一種多功能的菌劑，由酵母菌、乳酸菌、光合菌等微生物復合而成，又稱為EM菌劑，不僅能抑制有害菌的腐敗作用，減少臭味等有害氣體，而且能增強機體抗病和消化吸收性能，有效減少有害氣體排放。李維炯等[14]研究表明 EM 技術可以有效去除糞便惡臭，總除氨率為 42.12%～69.70%。于桂陽等[15]將EM菌料添加到豬日糧中，7 d后豬舍臭氣下降明顯，20 d后豬舍空氣得到改善，有輕微發(fā)酵的乳酸味，試驗組和對照組NH3和H2S濃度分別為6.58、10.24 和2.15、6.06 mg/m3，從而使豬的飼養(yǎng)環(huán)境得到改善。

1.2.5 益生元。

益生元包括寡糖、半纖維素和果膠、含氮多糖、某些氨基酸和維生素等多種物質。添加益生元能改變動物腸道中的微生物及糞便發(fā)酵過程，還能改變糞尿理化特性，減少NH3揮發(fā)。目前應用較多的是短鏈帶分支的寡糖類物質。汪莉等[16]研究發(fā)現(xiàn)在蛋雛雞日糧中添加少量低聚糖，可使雞的日增重顯著高于對照組，NH3、H2S產生量和氮的排泄率顯著低于對照組。

1.2.6 中草藥添加劑。

中草藥添加劑是利用中草藥某些成分與臭氣分子發(fā)生反應，生成無臭物質，其中消毒殺菌成分能抑制細菌生長，減少臭氣產生[17]。在雞飼料中添加白術、甘草、茴香、蒼術等， 可以降低雞舍臭味[18]。戴榮國等[19]研究發(fā)現(xiàn)添加木香、陳皮、厚樸等中草藥可降低雞糞中N、P含量，從而減少環(huán)境污染；添加量為2%時除臭效果較為明顯，雞舍內CO2濃度降低38.42%，NH3濃度降低36.76%，H2S濃度降低100%；這種除臭劑還可降低雞糞中的臭氣化合物甲酚、吲哚和 3甲基吲哚。中草藥具有低毒和低殘留性、無抗藥性、經濟實用性、多功能性等特點，使其開發(fā)價值愈來愈被重視。

1.2.7 植物活性提取物。

茶葉提取物、菊芋提取物、絲蘭屬提取物等是常見的植物活性提取物。茶多酚是茶葉提取物的主要活性成分。它對硫化氫、氨氣、吡啶、三甲胺、甲胺、甲醛、乙醛和吲哚的最大除臭率分別為（89.05±1.16）%、（90.28±1.11）%、（88.98±1.41）%、（99.63±0. 00）%、（99.35±0.00）%、（55.25±1.25）%、（40.97±0.91）%和（43.56±0.87）%[20] 。其次茶葉提取物中少量的碳水化合物、咖啡堿、氨基酸等物質可通過化學和物理作用中和、吸附、縮合、聚合臭氣物質。據(jù)報道，豬飼料中添加適量菊糖可以促進雙歧桿菌的生長，減少豬的腹瀉，降低糞便惡臭。另有研究表明，日糧中添加3%～6% 菊芋的新鮮廄肥（少于4 h）， 其臭味比對照組日糧的廄肥淡了許多[21]。研究表明，在含16%粗蛋白質的飼糧中添加88 g/t 絲蘭提取物，可以抑制豬舍內60.96%的氨氣揮發(fā)[22] 。

2 畜禽舍環(huán)境的凈化

2.1 通風法

畜禽在舍內會釋放水分、熱量和二氧化碳，排泄物在微生物的作用下會釋放臭氣。最簡單的方法是加強通風，將有害氣體排出舍外。目前，機械通風在國內畜禽場已經普遍應用，而且自動化水平不斷提高。張瑞青使用氣敏傳感器檢測了豬舍內氨氣，并采用變頻調速裝置對風機轉速進行調整，實現(xiàn)了環(huán)境中氨氣的調控[23]。

但是，這種方法只凈化了舍內空氣，整個場區(qū)的臭氣污染仍然沒有消除。

2.2 吸附法

吸附法主要是向糞便中投放吸附性材料，從而減少臭氣的散發(fā)。吸附材料的物理特點是表面積大、孔隙大、吸附能力強和交換能力強。常見的吸附材料有沸石粉、膨潤土、海泡石、麥飯石、活性碳、煤灰粉等。它們通過表面吸附水分子和氣體分子，來減少畜禽舍內氨及其他有害氣體。

吸附材料的使用方法有以下2種：①在加設的通風管道放入幾層吸附材料和粘性吸附劑，在畜禽舍通風過程中，使大量的有害臭氣被吸附。②將吸附材料粉末均勻撒在畜禽舍地面的糞便上，吸附水分同時也將糞便的臭氣進行吸附。

2.3 化學法

化學法是經過除臭劑與臭氣發(fā)生化學反應使畜舍內臭氣物質變成無臭物質， 從而達到除臭目的。常用的化學除臭劑有硫酸亞鐵、氯化亞鐵、過氧化氫、亞硝酸鹽、過氧化鈣、磷酸氫鈣、氯化鈣等[24-25]。具體用法是將化學除臭劑撒在畜禽舍的地面上或糞池中，使除臭劑與糞便發(fā)生化學反應，從而抑制臭氣的散發(fā)。

2.4 電凈化法

電凈化系統(tǒng)可設置在糞道空間中和畜禽舍上方。直流電暈電場可抑制由動物糞便和空氣形成的氣-液、氣-固界面邊界層中惡臭氣體的蒸發(fā)和擴散，對H2S、NH3、糞臭素、吲哚的抑制效率為40%～70%。在豬舍空間的上方，電極系統(tǒng)放電產生的臭氧和高能荷電粒子對酪酸、硫醇、糞臭素、吲哚等進行分解，主要產物是H2O 和CO2， 分解效率為30%～40%。在糞道空間中，電極系統(tǒng)對上述氣體的消除率為80% 以上[26]。吳吉祥等[27]將WIS復噴靜電除臭消毒裝置用于10萬只種兔場，測試結果表明處理2.8×104m3/h，集中排放口臭氣強度小于100（無量綱），僅為現(xiàn)行國家排放標準的5%，廠界臭氣濃度小于10（無量綱），達到一級空氣質量標準。

2.5 紫外光法

紫外光技術法去除惡臭氣體的方式包括：①紫外線作用于水分子和氧氣，產生羥基、自由基、活性氧等活性基團和臭氧等強氧化性物質，它們與惡臭物質發(fā)生氧化反應，惡臭物質被轉化為無害無臭的物質； ②紫外線產生攜能光量子，在攜能光量子的轟擊下惡臭物質分子鍵分解甚至斷裂，變?yōu)闆]有臭味的原子或分子[28]。

我國復旦大學侯惠奇教授科研團隊研制成功無極紫外燈，不但能有效分解各種惡臭氣體，而且不會產生二次污染。對二硫化碳、硫化氫等廢氣的分解試驗表明，在同等條件下無極紫光燈對惡臭氣體的分解率比傳統(tǒng)方法高50%[29]。

2.6 生物過濾法

生物過濾除臭通過微生物的生命活動，將氣流中的臭氣物質轉化為無味的簡單物質。這種方法效率高、運行費用低、二次污染少，適用于中、低濃度的臭氣處理。這種臭氣控制法已應用到家畜飼養(yǎng)業(yè)中。目前，清華大學已獲得5個相關專利技術。另有研究表明，使用陳敏等研制的畜禽養(yǎng)殖舍生物土壤濾體除臭裝置可使CH4、NH3和CO2去除率達到 95%；氮氧化物（以NO2計）和CO去除率達到 85%，與畜禽臭氣共同擴散的可吸入顆粒物（PM10）、總揮發(fā)性有機物（TVOC）和總懸浮物（TSP）去除率達 95%，系統(tǒng)排出氣體的臭氣濃度分別為 7.5～8.0，符合達標排放要求[30]。

2.7 復合型除臭方法

多年來的研究發(fā)現(xiàn)，單獨使用一種除臭方法，很難取得良好的除臭效果。徐廷聲在養(yǎng)豬場除臭試驗中采取EM制劑、沸石粉、煤灰粉相復合的辦法，結果表明復合型除臭方法具有較好的除臭效果，應用物理除臭和微生物除臭相結合的效果優(yōu)于單獨的物理性除臭方法[31]。葉芬霞等將物理吸附與微生物除臭一體化，研制了復合微生物吸附除臭劑，試驗發(fā)現(xiàn)復合微生物吸附除臭劑載體上微生物干細胞5.36 g/kg時，對雞糞、豬糞和牛糞中臭氣的去除率可達80%，H2S的去除率達65%。利用此除臭劑進行除臭試驗，結果表明豬舍內H2S 、NH3和惡臭濃度分別降低了66.7%、78.4%和83.3%。豬糞堆肥場內H2S、NH3和惡臭濃度分別降低了62.1%、84.4%和88.5%[32]。孫紅麗等研發(fā)了“禽舍光觸媒高效空氣凈化器”，集光觸媒的催化作用、紫外線殺菌作用、臭氧殺毒滅菌為一體，氨初始濃度為 1.85 mg/m3，2 h后氨濃度為 0.255 mg/m3，2 h氨去除效率為86.2%。細菌總數(shù)初始濃度為 5 700 cfu/m3，經2 h后在出口處測定空氣的細菌總數(shù)，濃度為520 cfu/m3，去除效率為90.9%[33]。因此，復合型除臭是今后研究的發(fā)展方向。

3 改進管理和工藝

3.1 及時清糞

由于糞便是臭氣產生的主要根源，因此及時處理糞便是減少臭氣在畜禽舍積累的最好辦法。及時清除糞便，清洗地面，避免糞便在畜禽舍堆積，可以盡量減少臭氣在室內釋放。

3.2 采用發(fā)酵床工藝

采用發(fā)酵床養(yǎng)殖模式，通過發(fā)酵床快速分解畜禽糞便。發(fā)酵床養(yǎng)豬始于日本，20世紀90年代傳入我國，是一種利用微生物分解糞便的全新的環(huán)保養(yǎng)豬模式[34]。發(fā)酵床豬舍內無臭，少蚊蠅[35]。近年來，經改造后的發(fā)酵床也可用于飼養(yǎng)肉牛、奶牛和肉雞等，在控制畜禽舍臭氣方面都起到了較好的效果[36]。

3.3 糞便資源化利用

畜禽糞便在養(yǎng)殖場區(qū)堆放，也會散發(fā)大量臭氣，污染環(huán)境，容易引發(fā)周圍居民的抗議。因此，要對集中的糞便及時資源化處理，減少堆放時間。目前，對畜禽糞便的資源化處理主要有2種途徑：①厭氧發(fā)酵生產沼氣；②好氧發(fā)酵生產堆肥。由于厭氧發(fā)酵是密閉裝置中進行，因此沒有臭氣散發(fā)。好氧發(fā)酵需要通風，會散發(fā)臭氣。因此，對堆肥除臭的研究比較集中，目前主要采取添加臭氣吸附劑、除臭微生物等方式[37]。

3.4 場區(qū)綠化

綠化畜舍周圍環(huán)境，建立隔離綠帶，不僅能提供氧氣，更能直接吸收氨及硫化氫，且樹林可以減少粉塵量，降低風速并防止臭氣外溢[38]。

4 展望

（1）進行養(yǎng)殖清潔生產，從源頭上減少臭氣的產生和釋放是必須重視的環(huán)節(jié)。臭氣來源減少，則防治工作就可以大大減輕。因此，改進飼料配方和養(yǎng)殖管理技術是臭氣防治的一項重要內容，還需要繼續(xù)研究下去。

（2）運行成本低、沒有二次污染的除臭方法是規(guī)?；B(yǎng)殖場臭氣防治研究的重點，特別是生物除臭技術。但是，單靠一種技術，其除臭效果是非常有限的，復合型、多樣化的臭氣防治技術的綜合使用，可能是解決規(guī)?；B(yǎng)殖場臭氣污染的必然選擇。因此，研究多種除臭技術的結合必將是未來發(fā)展的趨勢。

參考文獻

[1] 王新謀.家畜糞便學[M].上海：上海交通大學出版社，1998.

[2] 吳秋玨，張劍峰，田金可，等.畜禽舍糞便污染及生物技術在治理中的應用[C]//2010年家畜環(huán)境與生態(tài)學術研討會論文集.通遼：中國畜牧獸醫(yī)學會家畜環(huán)境衛(wèi)生學分會，2010：344-349.

[3] 中文畜牧百科網.國外豬場臭氣的測定和控制[EB/OL].（2011-01-10）http：//baike.chinabreed.com.

[4] 國家環(huán)境保護局，國家技術監(jiān)督局.惡臭污染物排放標準（GB14554-93）[S].北京：中國標準出版社，1994.

[5] 黃仁術.畜禽糞污除臭劑的研究與應用[J].廣東農業(yè)科學，2010（7）：177-179.

[6] 張國強，譚德富，孟杰，等.內外源氨氣的危害及控制方法[J].國外畜牧業(yè)-豬與禽，2012（5）：73-75.

[7] FERKET P R， VAN HEUGTEN E， VAN KEMPEN T A， et al.Nutritional strategies to reduce environmental emissions from nonruminants[J].Journal of Animal Science， 2002（2）：168-182.

[8] 武書庚，張海軍，齊廣海.排泄物除臭的飼料營養(yǎng)調控技術[J].中國畜牧雜志，2011，47（16）：51-54.

[9] 周慶民，王觀悅，孫宏遠，等.添飼沸石粉對畜舍氨含量影響的實驗[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，1997（9）：23-24.

[10] 汪連松.沸石粉除臭效果好[J].中國禽業(yè)導刊，1998（4）：10.

[11] 汪善鋒，陳安國，汪海峰.除臭劑在動物生產中應用的研究進展[J].飼料工業(yè)，2003（7）：48-52.

[12] 李鵬.復合酸化劑配方的研制及其對斷奶仔豬的作用[D].北京：中國農業(yè)科學院，2007.

[13] 汪莉，蘇軍，蒲德倫，等.溢多酶與檸檬酸結合對斷奶仔豬生產性能及豬舍糞臭的影響[J].飼料工業(yè)，2000（10）：15-17.

[14] 李維炯，倪永珍.應用有效微生物對畜禽糞便除臭的研究[J].中國農業(yè)大學學報，1996（3）：105-108.

[15] 于桂陽，鄭春芳.“EM”菌料飼喂生長育肥豬的試驗效果[J].家畜生態(tài)，2004，25（4）：93-95.

[16] 汪莉，羅淑琴，蘇寧，等.低聚糖對蛋雛雞生產性能及糞臭的影響[J].畜牧與獸醫(yī)，2002，34（6）：6-8.

[17] 王修德.中草藥的除臭功能及其應用[J].中外技術情報， 1996（9）：32-33.

[18] 李勤建.中草藥飼料添加劑在養(yǎng)殖生產中的應用[J].四川畜牧獸醫(yī)，2000，27（4）：31-32.

[19] 戴榮國，周曉容，丁玉春，等.中草藥除臭劑調控雞糞臭氣和氮磷排放研究[J].中獸醫(yī)醫(yī)藥雜志，2008（5）：30-32.

[20] 龔正禮.茶葉提取物的除臭效果研究[J].西南園藝， 2000， 28（1）：35-36.

[21] 朱淑斌.除臭劑在養(yǎng)豬生產中的應用[J].中國畜牧獸醫(yī)文摘，2008（12）：52-53.

[22] 鄭光耀.絲蘭提取物對豬場環(huán)境污染及豬生長性能的影響[J].林產化工通訊， 2000， 34（2）：26-28.

[23] 張瑞青，張艷霞，王文娣，等.豬舍 NH3濃度自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].農機化研究，2008（4）：134-136.

[24] BERNARDO PREDICALA，MEHDI NEMATI，SARAH STADE，et al.Control of H2S emission from swine manure using Nanitrite and Namol ybdate[J].Hazardous Materials， 2008，154：300-309.

[25] 任廣志，李新建，劉川川.集約化豬場臭氣產生及調控技術研究[J].家畜生態(tài)學報，2007，28（5）：108-112.

[26] 劉濱疆，李旭英.寒冷季節(jié)封閉式畜禽舍臭氣的電凈化技術應用[J].現(xiàn)代畜牧獸醫(yī)，2004（11）：11-12.

[27] 吳吉祥，唐幸珠.WIS復噴靜電除臭消毒裝置的研究與應用[C]//中國環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會電除塵委員會.第十二屆中國電除塵學術會議論文集.《第十二屆中國電除塵學術會議論文集》編輯部，2007：566-568.

[28] 吳正華.紫外光技術在污水惡臭氣體處理中的應用[J].公用科技，2008，22（6）：31-33.

[29]復旦大學研發(fā)出“用紫光燈分解惡臭氣體”的新技術[EB/OL].http：//news.xinhuanet.com/newscenter/2007-10/17/content_6894545.htm.

[30] 陳敏，楊有泉，鄧素芳，等.畜禽養(yǎng)殖舍生物土壤濾體除臭裝置[J].農業(yè)工程學報，2012，8（7）：208-213.

[31]徐廷生，劉冠瓊，郭黛健，等.除臭材料及其施用方式對豬舍空氣凈化效果的研究[J].家畜生態(tài)學報，2005，26（5）：55-58.

[32] 葉芬霞，朱瑞芬，葉央芳.復合微生物吸附除臭劑的制備及其除臭應用[J].農業(yè)工程學報，2008，24（8）：254-257.

[33] 孫宏麗，楊景發(fā)，閆其年，等.禽舍光觸媒高效空氣凈化器的研制[J].環(huán)境與健康雜志，2010，27（3）：269.

[34] 王遠孝，李雁，鐘翔，等.豬用發(fā)酵床的研究與應用[J].家畜生態(tài)學報，2007，28（6）：139-142.

[35] 王遠孝，李娜，李雁，等.發(fā)酵床養(yǎng)豬系統(tǒng)的衛(wèi)生學評價[J].畜牧與獸醫(yī)，2008，40（4）：43-45.

[36] 李娟，李吉進，鄒國元，等.淺析發(fā)酵床養(yǎng)雞技術[J].畜牧與獸醫(yī)，2012，44（7）：37-40.

[37] 熊建軍，劉淑英，鄒國元，等.高溫堆肥過程中除臭保氮技術研究進展[J].中國農學通報，2008，24（1）：444-448.

[38] 陳中興.推動畜牧場臭味防治成果[J].畜牧半月刊，2007，78（3）：87-89.