死亡動(dòng)物無害化處理技術(shù)及當(dāng)前我國死豬處理對(duì)策

張振玲，董淑紅，孫 朋，薛 忠

(徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)物工程系， 江蘇 徐州 221006)

中國是世界上公認(rèn)的養(yǎng)豬大國，每年生豬出欄量約為7億頭[1]。與此同時(shí)，死豬的數(shù)量也越來越多。若按3%的死亡率計(jì)算(發(fā)達(dá)國家一般3%～5%)，全國每年死豬的數(shù)量就有2.1×107頭；若按5%的話(國家中長期動(dòng)物疫病防治規(guī)劃2012～2020中的防治目標(biāo)，到2020年我國生豬死亡率防治目標(biāo)是5%[2])，全國每年死豬的數(shù)量就會(huì)有3.5×107頭；若按10%(自然死亡率)，每年約產(chǎn)生7.0×107頭死豬，約合2.0×106t左右的廢棄物[3]。上海地區(qū)部分豬場(chǎng)2012～2015年生豬的全程死亡率為19.54%[4]，據(jù)報(bào)道，我國每年死亡豬只數(shù)超過108頭[5-6]。因此，對(duì)死豬進(jìn)行無害化處理不僅事關(guān)生產(chǎn)安全、而且事關(guān)環(huán)境、食品等公共安全。當(dāng)前死豬無害化處理技術(shù)已比較成熟和完善，但仍有許多需要提高、改善或進(jìn)一步研究的地方。本文分析了目前死豬無害化處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)及國內(nèi)外實(shí)際使用情況、存在的問題及今后我國的發(fā)展方向，為不同規(guī)模的豬場(chǎng)采取合理有效措施進(jìn)行廢棄物處理尤其是死豬處理提供參考。

1 死豬來源

死豬來源大致有以下幾種：(1)疾病或重大疫情所導(dǎo)致的病死豬；(2)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的死豬，主要有出生時(shí)產(chǎn)生的木乃伊胎、流產(chǎn)死胎、因損傷或擠壓造成的死豬、因弱小而人工致死的豬、應(yīng)激或免疫致死、淘汰生產(chǎn)母豬和種豬；(3)災(zāi)害產(chǎn)生的死豬，主要是水災(zāi)、火災(zāi)、中毒等造成的死亡豬；(4)其他不明原因死亡的豬。

2 無害化處理方法

無害化處理就是通過加強(qiáng)物理、化學(xué)或生物的方法來加快尸體降解與轉(zhuǎn)化，消滅病原微生物以降低對(duì)環(huán)境和人畜的威脅，保障人畜健康安全。農(nóng)業(yè)部《病害動(dòng)物和病害動(dòng)物產(chǎn)品生物安全處理規(guī)程》對(duì)無害化處理的描述是：通過用焚燒、化制、掩埋或其他物理、化學(xué)、生物學(xué)等方法將病害動(dòng)物尸體和病害動(dòng)物產(chǎn)品或附屬物進(jìn)行處理，以徹底消滅其所攜帶的病原體，達(dá)到消除病害因素，保障人畜健康安全的目的[7]。

無害化處理目前有兩種比較權(quán)威的提法：一是全國畜牧總站體系建設(shè)與推廣處提的深埋法、焚燒法、堆肥法、化尸窖處理法、化制法和生物降解法[8]，另一個(gè)是農(nóng)業(yè)部提出的深埋法、焚燒法、化制法和發(fā)酵法[7]。本文傾向于第二種提法，即掩埋法、焚燒法、化制法和發(fā)酵法，其中發(fā)酵法包括堆肥法、沼氣法及化尸窖法[9-10]。

2.1 掩埋法(Burial)

掩埋法是指將動(dòng)物尸體及相關(guān)物品直接用土掩埋或簡(jiǎn)單消毒后掩埋(直接掩埋)或投入到化尸池(窖、井等)中并覆蓋、消毒，發(fā)酵或分解的一種傳統(tǒng)方法(亦屬發(fā)酵法)。目前，直接掩埋已基本不用或很少使用。掩埋法由于具有處理速度快、成本低、簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以是快速大規(guī)模處理死豬尸體的主要方法，也是國內(nèi)外過去普遍采用的方法。此方法的缺點(diǎn)也很明顯：(1)自然降解速度慢；(2)處理地點(diǎn)難尋，近年，隨著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；⒓s化發(fā)展，受養(yǎng)殖數(shù)量及掩埋場(chǎng)地制約，許多養(yǎng)殖場(chǎng)周邊已出現(xiàn)“尸滿為患”現(xiàn)象；(3)易造成土壤和地下水污染甚至病原微生物的再次擴(kuò)散；(4)挖掘、掩埋耗時(shí)耗工；(5)生物安全性難以評(píng)價(jià)。

目前，歐盟國家已禁止使用該法處理死亡動(dòng)物的尸體，但在作為控制嚴(yán)重傳染性疾病爆發(fā)而殺死大量動(dòng)物時(shí)的應(yīng)急處理措施時(shí)以及在偏遠(yuǎn)地區(qū)還允許使用。美國是僅次于中國的世界第二大養(yǎng)豬國，其環(huán)境保護(hù)法堪稱世界上最為嚴(yán)厲，目前在所有的養(yǎng)殖區(qū)仍允許使用掩埋法處理尸體[11]。我國目前也仍然在使用，建議盡早禁止使用掩埋法(直接掩埋)處理死豬。在我國，一些養(yǎng)殖場(chǎng)包括某些大型養(yǎng)殖場(chǎng)目前還在使用，特別是死豬數(shù)量較多且其他方法來不及處理的時(shí)候。適用于除患有炭疽等芽孢桿菌類疫病，及牛海綿狀腦病、癢病以外的染疫動(dòng)物及產(chǎn)品、組織的處理，常用于非常規(guī)條件下的應(yīng)急措施和不具備工業(yè)化集中處理?xiàng)l件下所采取的方式[12]。

2.2 焚燒法(Burning or Incineration)

主要通過火化方式燒毀碳化動(dòng)物尸體，可分兩種：一種是直接焚燒法(burning)，即借助輔助燃料的熱量并且在富氧條件下對(duì)死亡動(dòng)物直接加熱分解，最終成灰渣的過程，多在場(chǎng)實(shí)行，比如在露天將尸體放在柴堆上直接燃燒。是許多國家都使用過的傳統(tǒng)方法。目前，歐盟國家也已禁止使用該法處理動(dòng)物尸體，但是在作為控制嚴(yán)重傳染性疾病爆發(fā)而殺死大量動(dòng)物時(shí)的應(yīng)急處理措施時(shí)以及在偏遠(yuǎn)地區(qū)還允許使用。我國在絕大多數(shù)地區(qū)也要禁止使用直接焚燒法處理死豬，但是要允許一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或是在嚴(yán)重傳染性疾病爆發(fā)時(shí)允許使用該方法。另外一種是炭化焚燒( incineration)，是一種改進(jìn)的特殊的燃燒方法，通過熱解的原理，在無氧、高溫條件下，將死亡動(dòng)物轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔夂托再|(zhì)穩(wěn)定的固體炭化物，高溫?zé)煔膺M(jìn)一步燃燒的處置過程。優(yōu)點(diǎn)主要是：(1)徹底消滅病原微生物、效果可靠；(2)處理速度快。缺點(diǎn)主要是：(1)環(huán)保問題；(2)費(fèi)用較高；(3)無法進(jìn)行資源循環(huán)利用。這種方法因?yàn)橄拇罅咳剂锨倚枰獙ｉT設(shè)備(比如焚燒爐)所以增加了處理費(fèi)用，從而增加養(yǎng)殖成本。在美國，在所有尸體處理方法中，因?yàn)橘M(fèi)用較高引起的抱怨最大，因此最不可能繼續(xù)保留[11]。歐盟國家主要使用化制法處理死豬。我國也不太常用，大型焚燒場(chǎng)所寥寥無幾，許多地方建有小型焚尸爐，因費(fèi)用較高而紛紛倒閉或停用，因此焚燒法也不符合我國國情[11]。雖然高昂的費(fèi)用和處理不當(dāng)對(duì)空氣的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)降低了它的應(yīng)用價(jià)值，但是某些情況下還必須使用，我國《病害動(dòng)物和病害動(dòng)物產(chǎn)品生物安全處理規(guī)程》規(guī)定“對(duì)確認(rèn)患口蹄疫、豬瘟、傳染性水泡病、豬密螺旋體痢疾、急性豬丹毒等烈性傳染病的病死豬須采用焚燒法進(jìn)行無害化處理”。由于一般焚燒設(shè)施多遠(yuǎn)離養(yǎng)殖區(qū)，而感染性動(dòng)物尸體的運(yùn)出存在安全隱患，需要專門的運(yùn)輸車，增加了養(yǎng)殖企業(yè)的成本。因此，建議建設(shè)大型的焚燒中心(保留上海的大型焚燒中心，另外在西南比如四川、在東南、東北還有西北各建一個(gè)大型的焚燒中心)，以應(yīng)對(duì)口蹄疫、豬瘟、傳染性水泡病、豬密螺旋體痢疾、急性豬丹毒等烈性傳染病發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的病死豬處理，并提高補(bǔ)貼水平。

2.3 化制法 ( Rendering)

通過機(jī)械、加熱或化學(xué)處理等方式，使動(dòng)物尸體轉(zhuǎn)變成蛋白固形物(肉)、骨粉、可溶性脂肪或油脂和水的過程。包括濕化化制(高溫高壓飽和蒸汽直接與病死畜禽尸體接觸)、干化化制(熱蒸汽不直接和病死畜禽尸體接觸，而循環(huán)于夾層中)和堿解法。濕化法是一種實(shí)現(xiàn)微生物滅菌的常規(guī)方法，國內(nèi)應(yīng)用實(shí)例較多，技術(shù)也比較成熟[12-14]。這種方法產(chǎn)生有價(jià)值的副產(chǎn)品(骨粉、油脂、皮革等)，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，能夠滅活大部分病原。缺點(diǎn)：(1)需要專門的設(shè)備，投入成本較高;(2)對(duì)于溫度及壓力有一定要求(133 ℃/20 min/300 kPa)；(3)無法殺滅朊病毒[15]，因此存在一定的生物風(fēng)險(xiǎn)；(4)異味明顯控制成本較高。

由于是把豬尸體轉(zhuǎn)化為有營養(yǎng)價(jià)值且生物安全制品的資源循環(huán)利用方法，雖然較為傳統(tǒng)，仍受到技術(shù)較先進(jìn)的歐盟成員國的青睞。歐盟國家不僅目前對(duì)化制法使用較為普遍，并且將來很可能還是比較青睞該方法[15]。化制法是歐盟處理動(dòng)物尸體的優(yōu)先方法，由于不能徹底殺滅瘋牛病(TSE)病原致使化制產(chǎn)品銷路大減，動(dòng)物尸體化制成本顯著增加，加上動(dòng)物尸體收集頻率降低，在美國，由于越來越嚴(yán)格的環(huán)保監(jiān)管措施或者油脂、蛋白和皮革價(jià)格的下降，美國化制廠越來越少，運(yùn)輸死豬尸體到集中處理的化制廠的成本也大為增加，所以在美國不是用的很廣[11，16]。國外發(fā)達(dá)國家除歐盟外使用的越來越少，逐漸為其他處理方法取代，在日本，臺(tái)灣的化制廠，由于臭味影響環(huán)境，常有群眾抗議和反對(duì)[17]。鄭冀魯?shù)萚18]開展的肉質(zhì)廢物水熱液化制備液體燃料的研究提出的水熱液化法(hydrothermal liquefaction)或水熱堿液化法(alkaline hydrothermal liquefaction)[19]從病死豬肉身上提煉生物油的方法當(dāng)屬化制法或化制的改進(jìn)，提煉出的生物油其化學(xué)成分較復(fù)雜，包含較多的芳香烴，還含有酮類、酯類、醚類、羧酸和呋喃等各種化合物。可用于鍋爐、工業(yè)窯爐的燃燒供熱，進(jìn)一步精煉后有望用于機(jī)動(dòng)車輛?？赡苁俏覈磥戆l(fā)展的方向之一。

堿解法，又叫堿化水解法(alkalization hydrolysis)，目前在我國還研究較少，應(yīng)用更少，僅在高級(jí)別安全性實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域有所研究和應(yīng)用，此法具有徹底滅活包括朊病毒在內(nèi)的病原微生物、不產(chǎn)生有害氣體、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，具有研究和推廣價(jià)值。堿化水解處理動(dòng)物尸體技術(shù)能夠滅活包括朊病毒在內(nèi)的幾乎所有病原微生物，堿水解產(chǎn)物還可再次利用，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的循環(huán)利用，與焚燒、掩埋等傳統(tǒng)處理方法相比具有生物安全性高、滅菌能力強(qiáng)、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，能對(duì)染疫動(dòng)物進(jìn)行無害化處理，該技術(shù)在國外得到深入研究，并已在歐美發(fā)達(dá)國家得到應(yīng)用，在動(dòng)物尸體、屠宰場(chǎng)廢棄物等無害化處理方面展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿?，在國外已用于畜禽尸體的無害化處理。但是，我國目前對(duì)此技術(shù)尚未引起足夠的重視，研究及應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，因此，有必要對(duì)堿化水解處理動(dòng)物尸體技術(shù)進(jìn)行更為全面系統(tǒng)的研究，以提高我國死豬無害化處理水平，為我國畜牧業(yè)健康持續(xù)發(fā)展提供更多更好的技術(shù)手段[21]。

建議進(jìn)一步完善和規(guī)范干化和濕化化制法及其應(yīng)用，處理死豬要以市場(chǎng)化運(yùn)作為主體，國家適當(dāng)補(bǔ)貼，加強(qiáng)監(jiān)督和管理，加強(qiáng)臭氣治理研究。

2.4 發(fā)酵法(Fermentation)

通常所說的發(fā)酵是指生物體對(duì)于有機(jī)物的某種分解過程，一種生物化學(xué)反應(yīng)，在食品工業(yè)、生物和化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。無害化處理技術(shù)中所指的發(fā)酵法是指將動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品與稻糠、木屑等輔料按要求擺放，利用動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品產(chǎn)生的生物熱或加入特定生物制劑，發(fā)酵或分解動(dòng)物尸體及相關(guān)動(dòng)物產(chǎn)品的方法[7]。按照這一定義，發(fā)酵法應(yīng)該包括以下幾種方法：堆肥(composting)法、沼氣(Methane gas or biogas)法((生物消化(biodigestion)或厭氧消化(anaerobic digestion)法))、化尸窖處理法[10]等。

化尸窖是指按照 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》 (HJ/T81-2001)要求，在地面挖坑后，采用磚和混凝土結(jié)構(gòu)施工建設(shè)的密封池，又稱密閉沉尸井、處理窖、尸腐池、生物降解池、無害化處理池、化尸池等?；烟幚矸匆赃m量容積的化尸窖沉積動(dòng)物尸體，讓其自然腐爛降解的方法[12]。由于化尸窖處理法一般也是把動(dòng)物尸體掩置于地面之下，所以從形式上講，把化尸窖法歸入掩埋法中也是合理的；但若從原理上講(化尸窖法是利用自然界微生物的緩慢分解作用)，歸入到發(fā)酵法似更合理[9]。因建造簡(jiǎn)單、投入低、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，目前在我國仍普遍使用，適用于批量畜禽尸體的無害化處理[10]。鑒于目前我國養(yǎng)殖廢棄物無害化處理及資源化處理的趨勢(shì)以及此法存在一定的生物安全隱患等原因，應(yīng)逐漸減少此法的應(yīng)用。

建議在當(dāng)前養(yǎng)殖成本攀升、同時(shí)又面臨進(jìn)口豬肉壓力等情況下，我國要重視發(fā)酵法的研究和應(yīng)用，特別是堆肥法和沼氣法。建議加強(qiáng)相關(guān)方面的研究，比如養(yǎng)殖規(guī)模與土地承載力、堆肥中臭氣的控制、發(fā)酵溫度與添加物等。

2.5 其他方法

逆聚合是采用高能量微波在富氮缺氧的密閉艙進(jìn)行消毒滅菌的動(dòng)物尸體廢棄物處理方式。優(yōu)點(diǎn)是能非常迅速且有效地將感染性醫(yī)療及生化廢棄物分解并處理成無毒無菌且無法識(shí)別的碳化殘?jiān)茉诓僮鳒囟?50～250 ℃將處理的廢棄物消毒并達(dá)到LOG6的滅菌效果，其產(chǎn)物是無菌無毒碳化小球狀顆粒[21]。缺點(diǎn)是處理量不大，不適于大規(guī)模集中處理；設(shè)施購置、運(yùn)行和維護(hù)的費(fèi)用非常昂貴，適用領(lǐng)域較窄，可用于實(shí)驗(yàn)型小型豬的死亡處理。

“生物轉(zhuǎn)化法”是利用昆蟲黑水虻的腐食性，將病死豬作為其飼料的無害化處理方法。楊燕等[22]發(fā)現(xiàn)黑水虻腐食病料后，蟲體及排泄物中這兩種疫病核酸檢測(cè)成陰性，初步提示了黑水虻可用于病死豬的無害化處理。2014年湖南長沙縣被列入全國病死動(dòng)物無害化處理試點(diǎn)縣。該試點(diǎn)采用完全密閉的病死豬處理生產(chǎn)線，病死豬進(jìn)入車間破碎后輸送至加熱爐，經(jīng)兩小時(shí)200 ℃以上的高溫滅菌，將所剩殘?jiān)M(jìn)行生物發(fā)酵。利用發(fā)酵產(chǎn)物飼養(yǎng)食腐昆蟲黑水虻，再用黑水虻飼養(yǎng)青蛙，此為一種不同源的轉(zhuǎn)化過程。經(jīng)檢測(cè)，黑水虻及青蛙的各項(xiàng)指標(biāo)合格。因此，利用黑水虻實(shí)施生物轉(zhuǎn)化，可為養(yǎng)殖業(yè)病死動(dòng)物尸體的無害化處理開辟一條新的途徑。

3 小 結(jié)

綜上所述，應(yīng)遵循節(jié)能減排、節(jié)本增效的原則，各地區(qū)各豬場(chǎng)根據(jù)各自豬場(chǎng)條件及所處的位置，選擇適宜的死豬無害化處理技術(shù)或模式。堆肥法技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低廉，可在場(chǎng)處理等優(yōu)點(diǎn)而受到較多關(guān)注，被國內(nèi)外學(xué)者公認(rèn)為最具可行性的無害化和資源化處理方法，在廣大種植區(qū)的豬場(chǎng)或家庭農(nóng)場(chǎng)應(yīng)重點(diǎn)考慮使用堆肥法。在具有大中型沼氣工程的規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)重點(diǎn)考慮使用沼氣法，而應(yīng)逐漸減少化尸窖法的應(yīng)用。同時(shí)還必須保留一些焚燒中心。此外，還應(yīng)積極探索研究新的技術(shù)或方法。