鄭 梅 劉 翀
摘要我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)殖規(guī)模日益擴(kuò)大,帶來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時也不可避免地造成了環(huán)境污染。歸納了蚌埠市規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染的現(xiàn)狀,從生產(chǎn)、技術(shù)和管理上分析了影響畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染的主要因素,并提出了污染治理的對策。
關(guān)鍵詞畜禽養(yǎng)殖;糞污;環(huán)境污染;“四化”處理
中圖分類號X503.221文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2009)04-0230-02
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,遍布城郊的畜禽養(yǎng)殖業(yè)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的增長態(tài)勢,成為我國新的經(jīng)濟(jì)增長點,但也造成農(nóng)村面源污染加劇,使我國的污染結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變,在“一控雙達(dá)標(biāo)”工作初見成效以后,我國的主要污染由工業(yè)污染悄悄向農(nóng)村面源污染轉(zhuǎn)移,其中規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)造成的面源污染及對江河造成的水質(zhì)污染正上升為新的環(huán)境問題。因此,集約化、規(guī)模化的畜禽養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖區(qū)如何根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模,分階段逐步控制實現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖,減少農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖糞污帶來的環(huán)境污染問題,已成為我國畜禽業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保事業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。
1畜禽糞污排放
畜禽糞污指包括畜禽養(yǎng)殖過程中排放的畜禽糞尿、畜禽舍的墊料、廢飼料、散落的羽毛、清洗畜禽體和飼料場及器具所產(chǎn)生的污水等廢物。
1.1畜禽糞污排放現(xiàn)狀
畜禽糞污的排放量是通過不同畜禽種類的排泄系數(shù)與當(dāng)時的飼養(yǎng)總量估算出來的,它與畜禽的品種、性別、生長期、飼料、氣候、地域情況等因素有關(guān)。畜禽糞污排泄系數(shù)及畜禽糞污中污染物濃度見表1、表2。
據(jù)蚌埠市統(tǒng)計:至2007年年底,全市生豬存欄數(shù)747 768頭;奶(菜)牛存欄數(shù)為187 816頭;家禽存欄數(shù)為1 185.5萬只。按照表1的排泄系數(shù)計算,2007年蚌埠市全年產(chǎn)生糞污量見表3。
從表3可以看出,2007年蚌埠市畜禽糞產(chǎn)生量達(dá)191.77萬噸,尿產(chǎn)生量達(dá)117.66萬噸,其中牛糞尿205.66萬噸;豬糞尿78.87萬噸;家禽糞24.90萬噸。
按照表2的畜禽糞污中污染物濃度計算,2007年蚌埠市畜禽糞污中污染物總量見表4。
從表4可以看出,2007年蚌埠市畜禽糞污中化學(xué)需氧量排放量為8.03萬噸,生化需氧量排放量為6.88萬噸,氨氮排放量為0.75萬噸,總磷排放量為0.49萬噸,總氮排放量為1.80萬噸,污染物給環(huán)境質(zhì)量帶來的危害相當(dāng)嚴(yán)重。
1.2畜禽糞污對環(huán)境的危害
(1)水體水質(zhì)下降。多數(shù)集約化養(yǎng)殖場的糞污未經(jīng)處理隨意排放,使糞便中的氮磷及其他有毒有害成分,隨污水或雨水進(jìn)入地表水,進(jìn)而通過土壤進(jìn)入地下水。糞污中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)入水體后,使水體變色、發(fā)黑,加速了底泥沉積,有機(jī)質(zhì)分解的養(yǎng)分可能引起大量的藻類和雜草瘋長,有機(jī)質(zhì)的氧化迅速消耗水中的氧,使水體溶解氧降低,引起部分水生生物死亡;此外,用有機(jī)質(zhì)含量高的畜禽糞水灌溉稻田,易使禾苗瘋長、倒伏,還會使稻谷晚熟或絕收;用于魚塘或注入江河,會導(dǎo)致低等植物(如藻類)大量繁殖,威脅魚類生長。
(2)環(huán)境空氣質(zhì)量下降。排入環(huán)境中的畜禽糞尿?;旌显谝黄穑谖⑸锏淖饔孟?,其中的含氮物質(zhì)迅速降解,產(chǎn)生大量揮發(fā)性脂肪酸和氨。另外,在糞尿中還發(fā)現(xiàn)了80多種含氮化合物,其中二氧化氮、乙硫醇、甲硫醇、硫化氫等是產(chǎn)生惡臭的重要原因,這些有害氣體散布到空氣中,使空氣的污濁度升高,降低了空氣質(zhì)量,嚴(yán)重時可對人的眼睛、皮膚等器官產(chǎn)生不良影響或引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。另外,畜禽糞便中散發(fā)的CH4、CO2和N2O氣體還是造成地球溫室效應(yīng)的主要氣體,據(jù)報道,CH4對全球氣候變暖的增溫貢獻(xiàn)大約為15%,而且在這15%的比率中,畜禽養(yǎng)殖業(yè)所排放的CH4量最大。
(3)導(dǎo)致疾病傳播。糞便中大量的病原微生物和寄生蟲卵隨污水排放,使環(huán)境中的病原種類增多。據(jù)測試分析,禽畜養(yǎng)殖場排放的污水中,平均1mL含33萬個大腸桿菌和69萬個大腸球菌;1L沉淀池污水中含190多個蛔蟲卵和100多個毛首線蟲卵。另外,糞便堆積使蚊蠅、病原菌和寄生蟲大量繁殖,加快了人畜傳染病和寄生蟲病的傳播蔓延。
(4)影響畜產(chǎn)品安全。未經(jīng)無害化處理的糞污,會導(dǎo)致畜禽生產(chǎn)環(huán)境惡化,一方面直接影響畜產(chǎn)品的質(zhì)量;另一方面導(dǎo)致畜禽應(yīng)激和疫病發(fā)生。為防治疾病和凈化環(huán)境而使用的各類藥物使用量加大,使畜產(chǎn)品中的激素和藥物殘留問題日趨嚴(yán)重。
1.3畜禽糞污的特點
(1)污染負(fù)荷大。據(jù)測算,飼養(yǎng)1只雞、1頭豬、1頭牛每年所產(chǎn)生的污染負(fù)荷(生化需氧量),其人口當(dāng)量分別為0.5~0.7人、10~13人、30~50人。
(2)污染成分復(fù)雜。對典型規(guī)模化養(yǎng)殖廠畜禽糞的主要化學(xué)組成進(jìn)行測定結(jié)果表明,規(guī)?;B(yǎng)殖畜禽糞中富含有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀及鈣、鎂、鐵、鈉、錳、鈷等礦質(zhì)元素;砷、銅、鋅、鉻等重金屬及鹽分含量較高,同時多有四環(huán)素類抗生素殘留,此外還含有大量的病原微生物、寄生蟲卵以及滋生的蚊蠅,污染成分非常復(fù)雜。
(3)危害程度日益嚴(yán)重。隨著畜禽養(yǎng)殖集約化程度的提高,規(guī)模經(jīng)營的發(fā)展與經(jīng)營方式的多樣化以及畜禽養(yǎng)殖由過去的邊遠(yuǎn)農(nóng)村向人口稠密的城市、城鎮(zhèn)郊區(qū)轉(zhuǎn)移發(fā)展,畜禽糞污帶來的后果日趨嚴(yán)重。
(4)治理難度大。一是過去農(nóng)村分散飼養(yǎng)的畜禽規(guī)模小、數(shù)量少,畜禽糞污能夠及時處理,對生態(tài)環(huán)境影響較小;農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后,集約化、規(guī)模化的養(yǎng)殖帶來大量的畜禽糞污,處理難度增大;二是畜禽養(yǎng)殖業(yè)屬微利行業(yè),不可能投入大量資金建設(shè)污水治理設(shè)施,畜禽糞尿污水的綜合處理得不到保證。
(5)可再生利用。畜禽糞污不同于工業(yè)污染物,其一方面對環(huán)境造成污染;另一方面可通過處理作為再生資源,如肥料、飼料、燃料、培養(yǎng)基等加以利用,變廢為寶。
2畜禽糞污的“四化”處理
2.1“四化”處理的基本概念
畜禽糞污的“四化”處理指按照科學(xué)發(fā)展觀及可持續(xù)發(fā)展原則,利用種植業(yè)結(jié)構(gòu)、水域環(huán)境等自然條件,建設(shè)相關(guān)設(shè)施,通過產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后控制,使畜禽養(yǎng)殖糞污處理實現(xiàn)減量化、無害化、生態(tài)化、資源化。
2.2“四化”處理的技術(shù)措施
2.2.1減量化技術(shù)措施。在畜禽生產(chǎn)活動中,減量化的基本原則必須貫穿始終,從各個環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的技術(shù)措施以減少糞污排放量。產(chǎn)前控制措施主要有:合理控制畜禽飼養(yǎng)數(shù)量,選擇優(yōu)良品種,采取農(nóng)牧結(jié)合等生態(tài)養(yǎng)殖模式,減少污染。產(chǎn)中控制措施由改變飼養(yǎng)方式,實行全進(jìn)全出;更換飲水設(shè)備,改善飲水方式和糞便收集方式,采取雨污分流和糞尿干濕分離,根據(jù)不同畜禽采取不同的沖洗方法,減少用水量和排放量;大力推行科學(xué)飼養(yǎng)、改善飼料結(jié)構(gòu)與配方,降低氮、磷排泄量,應(yīng)用有機(jī)微量元素降低礦物微量元素的用量;建立糞便收集池,及時清運,防止畜禽糞污殘渣散落、溢流。產(chǎn)后主要實行各種先進(jìn)生產(chǎn)工藝,變廢為寶。如干清糞工藝,實行固液分離技術(shù),大型養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖業(yè)小區(qū)配套建設(shè)環(huán)保型有機(jī)復(fù)合肥料企業(yè)生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥,既有利于生產(chǎn)出無公害、綠色、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品,提高農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力,增加效益,又能減輕畜禽糞便污染,走畜禽糞便有機(jī)肥商品化生產(chǎn)的道路;小型養(yǎng)殖場和分散養(yǎng)殖戶推廣沼氣池建設(shè),既解決糞便等廢棄物貯存和無害化處理問題,又能利用沼氣代替柴、煤、天燃?xì)鉄箫垺⒄彰?,同時沼肥又是很好的腐熟有機(jī)肥,一舉多得。
2.2.2無害化技術(shù)措施。畜禽糞污排放的無害化是指以環(huán)境可以接受的方式最大限度地減少糞污排放對環(huán)境的影響。其目標(biāo)是實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的清潔生產(chǎn)。
(1)畜禽糞便的干燥處理技術(shù)是無害化處理技術(shù)之一,干燥的方法有日光——風(fēng)能干燥、高溫快速干燥、烘干膨化干燥及機(jī)械(熱噴處理)脫水干燥等。
(2)化學(xué)消毒法與化學(xué)除臭技術(shù)?;瘜W(xué)消毒法常用來殺滅畜禽糞污的病原微生物,操作簡單、靈活、處理面積大,但由于使用化學(xué)消毒劑,容易引起二次污染?;瘜W(xué)除臭技術(shù)可以有效地氧化畜禽糞污中的有害物質(zhì),消除臭氣,但必須使用氧化性氣體,運行成本偏高,且操作帶有一定危險性,無法大規(guī)模運用。
(3)好氧堆肥法。好氧堆肥法是把農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物處理成再生利用資源的一種有效辦法,具有發(fā)酵周期短、有機(jī)物分解徹底等優(yōu)點。目前國內(nèi)較為成熟的發(fā)酵床技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用,這種采用現(xiàn)代工藝生產(chǎn)的有機(jī)復(fù)合肥,完全不同于傳統(tǒng)的農(nóng)家肥,施用十分方便,長期施用不僅可以改善土壤理化性質(zhì),而且可以減少化肥用量,增加作物產(chǎn)量,改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。
2.2.3生態(tài)化技術(shù)措施。畜禽養(yǎng)殖污水生態(tài)化處理是指利用生態(tài)學(xué)原理,采用各種科學(xué)技術(shù)和方法,將養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)、水產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)有機(jī)結(jié)合,如平原“豬—沼氣—作物”模式;生態(tài)庭院模式;丘陵山區(qū)“豬—沼氣—果(茶、菜)”模式;以沼氣為紐帶的生態(tài)養(yǎng)殖模式;以地控畜、以農(nóng)養(yǎng)牧、以牧促農(nóng)、以牧促漁,實現(xiàn)生態(tài)平衡的可持續(xù)發(fā)展,最大限度地將畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)物綜合處理,轉(zhuǎn)化后成為生態(tài)環(huán)境中可利用的資源。
2.2.4資源化技術(shù)措施。畜禽糞便中有很多可利用的成分,如肉雞糞、蛋雞糞、牛糞、豬糞的可利用氮分別達(dá)到10.0kg/t、5.0kg/t、0.9kg/t、1.8kg/t;總磷分別達(dá)到25.0kg/t、13.0kg/t、1.2kg/t、3.0kg/t;總鉀分別達(dá)到18.0kg/t、9.0kg/t、3.5kg/t、3.0kg/t,這些元素是農(nóng)作物生長必需的營養(yǎng)物質(zhì),也是畜禽、水產(chǎn)飼料中不可缺少的營養(yǎng)成分。因此,畜禽糞便的資源化利用前景樂觀,不僅能夠帶來客觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,而且很大程度上減少了資源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)。
畜禽糞便的資源化技術(shù)主要包括:①飼料化技術(shù)。早在1922年,麥克魯姆斯就提出了以畜禽糞便中營養(yǎng)物質(zhì)加工飼料的觀點。目前,我國利用新鮮雞糞直接作飼料、青貯、干燥、分解、發(fā)酵等技術(shù)已日趨成熟。②肥料化技術(shù)。畜禽糞污直接作為農(nóng)家肥,傳統(tǒng)方法是采取墊圈、填埋或自然堆肥的方式。目前,應(yīng)用最廣泛的是將畜禽糞便采用先進(jìn)的生物或化學(xué)技術(shù),加工精制成有機(jī)肥或者復(fù)混肥。③能源化技術(shù)。畜禽糞便轉(zhuǎn)化成能源利用的主要途徑是以厭氧發(fā)酵為核心的沼氣能源環(huán)保工程,是社會主義新農(nóng)村建設(shè)的一項重要內(nèi)容。
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