我國畜禽糞便重金屬污染情況及其處理措施

陳志祥 董樂輝 楊倩 王琪 陳曉紅 張興曉 陳國忠

【摘? ?要】 隨著畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖，畜禽糞便中重金屬含量逐年升高，農(nóng)產(chǎn)品中出現(xiàn)重金屬累積現(xiàn)象。本文論述了畜禽糞便重金屬污染特征及其治理建議。

【關(guān)鍵詞】 重金屬污染;堆肥;重金屬鈍化;沼氣發(fā)酵

[Abstract]? With the large-scale livestock and poultry farming， the content of heavy metals in livestock and poultry manure increases year by year， and the accumulation of heavy metals in agricultural products occurs. In this paper， the characteristics of heavy metal pollution in livestock and poultry manure and its treatment suggestions were discussed.

[Keywords] heavy metal pollution; composting; heavy metal passivation; methane fermentation

我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)呈現(xiàn)集約化和規(guī)?；l(fā)展，畜禽糞便產(chǎn)生量逐年增加，其中含有大量重金屬，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，也降低農(nóng)產(chǎn)品安全性，對人體健康造成威脅。本文論述了畜禽糞污重金屬污染情況及其處理措施，對于保護環(huán)境、實現(xiàn)我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1? 畜禽糞便中重金屬的含量特征

重金屬含量超標(biāo)是畜禽糞便污染的主要問題之一，來源包括飼料添加劑、獸藥及畜舍墊床料等[1]，其中飼料添加劑是畜禽糞便重金屬的主要來源。不同地區(qū)之間畜禽糞便及畜禽飼料中所含重金屬有很大的差異，不同的畜禽糞便重金屬含量也不同。通常豬糞Cu和Zn含量顯著高于雞糞和牛糞，雞糞Cr含量明顯高于豬糞和牛糞，其它幾種重金屬在畜禽糞便中含量較低，Cd和Hg兩種元素含量最低[2-4]。

2? 重金屬的危害

目前，畜禽糞便主要作為糧食、蔬菜的有機肥料，但連續(xù)施用重金屬超標(biāo)的畜禽糞便會導(dǎo)致土壤重金屬含量增加。對重金屬來說土壤有其承受限度，當(dāng)重金屬含量超標(biāo)或土壤環(huán)境條件改變時，重金屬可能發(fā)生化學(xué)形態(tài)變化，可溶性增加，生物反應(yīng)活性增強，造成嚴(yán)重的生態(tài)危害，被稱為“化學(xué)定時炸彈”（Chemical Time Bombs，簡稱CTBs）[5]。重金屬含量超標(biāo)時可對植物組織和功能造成破壞，影響植物生長，降低農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，引發(fā)食品安全問題。

3? 畜禽糞便重金屬污染的治理

3.1? 源頭預(yù)防

一些研究者提出調(diào)整畜禽飼料配方以減少飼料中重金屬元素含量的方法，從源頭上治理畜禽糞便重金屬污染。研究和應(yīng)用環(huán)保型飼料是未來飼料工業(yè)發(fā)展的必然趨勢[6]。在飼料中添加有機形態(tài)的生物復(fù)合型微量元素，可以部分代替無機微量礦物質(zhì)，提高畜禽抗病能力，促進畜禽生長，同時減少礦物質(zhì)用量并提高利用率，節(jié)約成本。例如有研究報道艾葉、大蒜和蒼術(shù)等中草藥，作為飼料添加劑能促進畜禽生長發(fā)育，提高生產(chǎn)能力，而且能使飼料利用率提升。

3.2? 好氧堆肥

堆肥是目前控制固體廢棄物中重金屬污染的主要技術(shù)，利用微生物分解轉(zhuǎn)化畜禽糞便有機物過程中將重金屬絡(luò)合固定，鈍化物料中重金屬的活性，降低生物有效性 [7]。好氧堆肥處理是畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物無害化處理和資源化利用最簡便有效的方法，不僅可以鈍化重金屬，而且能將畜禽糞便轉(zhuǎn)化為有機肥，有利于農(nóng)作物生長，符合畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

3.3? 沼氣發(fā)酵

沼氣發(fā)酵工藝是物料在一定的含水量、溫度和厭氧條件下，微生物將復(fù)雜有機物分解代謝為簡單有機或無機化合物，最終生成甲烷和二氧化碳等可燃混合氣體的工藝過程。通過沼氣發(fā)酵能有效降低畜禽糞便重金屬含量，對于處理重金屬污染具有重要意義。沼氣主要作為燃料、生產(chǎn)生活能源來利用[8]，沼液和沼渣可以改善土肥地力、提升土壤品質(zhì)、使作物產(chǎn)量提高，對于改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)有重要作用。

3.4? 重金屬鈍化

鈍化劑的原理是在堆肥過程中吸附重金屬或與重金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而降低重金屬的遷移能力與生物有效性。常用的鈍化劑主要包括物理鈍化劑、化學(xué)鈍化劑和生物鈍化劑[9]。物理鈍化劑主要包括吸附能力強的硅酸鹽物質(zhì)、生物炭、沸石、膨潤土和海泡石等，具有容易獲得、原理簡單和操作簡便等優(yōu)點，缺點是鈍化劑與重金屬通常結(jié)合不緊密，且與堆肥難分離?；瘜W(xué)鈍化主要是通過鈍化劑與重金屬發(fā)生表面絡(luò)合、沉淀和離子交換作用等化學(xué)反應(yīng)，改變重金屬在物料中的化學(xué)形態(tài)及存在狀態(tài)，降低重金屬活性，效果好但是易對土壤造成二次污染。生物鈍化劑主要是通過微生物的代謝活動將重金屬離子轉(zhuǎn)化為不易被植物吸收的形態(tài)或富集在微生物細胞中，從而減弱重金屬的毒性，降低環(huán)境中重金屬含量。生物鈍化最終產(chǎn)物大多是無害的、穩(wěn)定的，不破壞植物生長的土壤環(huán)境，處理費用低、修復(fù)效率高、針對性強，是較為理想的一種治理途徑。

4? 總結(jié)展望

禽畜糞便造成的環(huán)境污染是制約畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要因素，如何因地制宜、經(jīng)濟有效地預(yù)防重金屬污染是有效利用畜禽糞便的前提，也是促進飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，對生態(tài)環(huán)境保護也有著積極的作用。除了從源頭改善畜禽飼料配方之外，高溫堆肥因無害化程度高、處理時間短、規(guī)模易放大、適于工廠化生產(chǎn)等優(yōu)點逐漸成為畜禽糞便處理的首選方式，而我國對于畜禽糞便重金屬堆肥及鈍化劑鈍化的研究仍然不具有競爭力，有必要更加系統(tǒng)深入研究經(jīng)濟有效、綠色環(huán)保、廉價易得并且適合我國國情的重金屬鈍化劑。對畜禽糞便進行有效治理，做到“生糞不出場，出場必?zé)o害”，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)才會得以持續(xù)健康發(fā)展，綠水青山的生態(tài)友好型社會才能早日實現(xiàn)。

參考文獻：

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