環(huán)境與福利友好型豬舍系統(tǒng)

Andre Aarnink （荷蘭瓦赫寧根大學(xué) 研究員）

1 畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的主要空氣污染物

1.1 氨氮

畜禽生產(chǎn)會產(chǎn)生大量的氨氣，氨氣沉降在水體引起水體酸化，進(jìn)入土壤則造成土壤富營養(yǎng)化，進(jìn)而造成生物多樣性的損失。歐洲國家中養(yǎng)殖密度較高的地區(qū)如荷蘭、比利時、德國的北部，法國和意大利中北部，是氨氣排放比較高的區(qū)域，畜禽產(chǎn)生的氨氣每公頃超過20 kg。2001年歐盟在國家排放限值指令 （National Emission Ceilings Directive,NEC）中對歐盟國家的空氣污染物排放限值做出了規(guī)定，確定了氨氮的國家排放限值為12.8萬噸/年。荷蘭從1980年開始制定了一些法規(guī)減少畜禽生產(chǎn)氨氮的產(chǎn)生。如所有的儲糞池必須有蓋子，耕地施肥時必須將糞肥直接注入土壤，在生態(tài)脆弱地區(qū)附近 （至少250米內(nèi)）不得飼養(yǎng)家畜。在豬舍設(shè)計上也有具體要求，如空懷和妊娠母豬，要求每頭豬每年的排放量從4.2 kg 降到 2.6 kg， 哺乳母豬要求從 8.3 kg 降到 2.9 kg， 斷奶仔豬 （＜30 kg）， 從 0.6 kg/年降到 0.23 kg/年， 育肥豬 （30～100 kg）， 從 2.5 kg/年降到 1.4 kg/年。 從 2013 年起， 荷蘭所有的豬場被強(qiáng)制要求降低氨氣的排放。

1.2 臭氣

荷蘭對1995～2000年臭氣污染物進(jìn)行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)源臭氣所占的比例 （16%）最高，甚至高于工業(yè)和運(yùn)輸業(yè)的排放量，而農(nóng)業(yè)源臭氣主要來源于動物糞便和畜舍。荷蘭針對減少家畜排放臭氣的排放做了規(guī)定，原則上根據(jù)畜舍周圍臭氣的強(qiáng)度和濃度制定與周圍敏感區(qū)的最小距離，從2007年開始這一距離通過標(biāo)準(zhǔn)的臭氣彌散模型和臭氣排放系數(shù)進(jìn)行計算得到。臭氣濃度的測量可采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會 （CEN）于2003年頒布的CEN 13725“空氣質(zhì)量動態(tài)嗅覺儀測定臭氣濃度”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定，即在一個實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將臭氣稀釋成不同濃度，每個稀釋倍數(shù)由一組嗅辨員 （6～8人）進(jìn)行嗅聞（圖1），給出判斷結(jié)果，然后根據(jù)這些結(jié)果計算出臭氣濃度。

1.3 溫室氣體

畜禽養(yǎng)殖主要產(chǎn)生以甲烷為主的非二氧化碳溫室氣體，甲烷的增熱效應(yīng)是二氧化碳的25倍。全球由甲烷產(chǎn)生的溫室效應(yīng)達(dá)20%。而20%的甲烷來自于畜禽生產(chǎn)，其中腸道發(fā)酵（主要是牛）占80%，糞便的厭氧發(fā)酵占20%。工業(yè)發(fā)達(dá)國家曾在京都議定書上承諾：到2012年，溫室氣體的排放相對于1990年減少5.2%。經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，溫室效應(yīng)造成的直接后果就是海平面一直處于上升狀態(tài)。

1.4 粉塵

粉塵的污染情況可用PM10來衡量，PM10為懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)直徑≤10μm的顆粒物。歐盟空氣質(zhì)量管理法（Air quality directive）規(guī)定畜禽舍周圍PM10水平年平均不能超過40μg/m3，一年中高于50μg/m3的天數(shù)不能超過35天。所有動物的PM10排放系數(shù)已經(jīng)確定，可以通過這些系數(shù)采用離散模型對畜禽場的粉塵污染進(jìn)行評價。但荷蘭目前還未對豬場的PM10提出限制性規(guī)定。

1.5 礦物負(fù)載

圖1 臭氣嗅聞測試

歐盟頒布的硝酸鹽指令 （Nitrates Directive）對糞便中過量負(fù)載的礦物進(jìn)行了規(guī)定，歐盟規(guī)定由糞便施肥帶入的氮不應(yīng)超過170 kg/公頃，荷蘭對耕地施放畜禽糞便磷的含量也作出了規(guī)定，P2O5的含量為75～100 kg/公頃，不同的土壤類型其限定量有所不同。荷蘭還在畜禽場強(qiáng)制推行氮和磷的記錄系統(tǒng)，要求豬場必須詳細(xì)記錄進(jìn)入豬場包括引進(jìn)豬和飼料含有的氮磷總量以及離開豬場包括出售的豬和向大田施肥糞便中含有的氮磷總量，二者必須平衡，若不平衡，將被罰款。

2 減少空氣污染物的方法

氨氣的排放與排放面積呈線性相關(guān)，養(yǎng)豬場通常將漏縫地板下的積糞池設(shè)計為兩邊傾斜的形狀 （圖2），以減少氨氣的排放面積。越來越多的豬場使用空氣過濾器以減少粉塵、氨氣和臭氣等。過濾器由1～3部分組成，第一部分主要用來減少粉塵 （圖3），第二部分采用噴灑硫酸溶液去除氨氣 （圖4），第三部分由樹根切成的刨花組成 （圖5），以除去臭氣?？諝膺^濾器通常安裝在通風(fēng)管道的出口處。

3 歐洲的動物福利立法

歐盟理事會1998年7月20日第98/58/EC號指令規(guī)定動物的福利狀況總的原則，也就是五個自由，即動物有免受饑餓和饑渴的自由；有享受舒適的自由；有免受傷害、痛苦、疾病的自由；有表達(dá)正常行為的自由；有免受恐懼和焦慮的自由。依據(jù)總原則，歐盟理事會第2008-120-EC號指令關(guān)于制定保護(hù)豬的最低標(biāo)準(zhǔn)對豬的最小生活空間做出了規(guī)定。不同生長階段的豬對生活空間的要求不同 （表1）。群養(yǎng)的后備母豬和母豬最小的生活空間分別為1.64 m2和2.25 m2，當(dāng)豬群小于6頭時，需在這個基礎(chǔ)上增加10%，小于40頭時，可以在此基礎(chǔ)上縮小10%。除了這些立法，歐盟理事會還會定期檢查動物福利的執(zhí)行情況，成員國至少每兩年匯報一次具體檢查的情況以及檢查的數(shù)量。如果豬從歐盟成員國以外的國家引進(jìn)，必須有相應(yīng)的證據(jù)證明這頭豬在進(jìn)口之前經(jīng)過相類似的或更好的飼養(yǎng)方式。為了使這個指令能統(tǒng)一執(zhí)行，歐盟委員會的獸醫(yī)專家還會進(jìn)行現(xiàn)場檢查。歐盟各個成員國可以根據(jù)實(shí)際情況增加一些內(nèi)容，由于受到社會各方面的壓力，歐盟成員國都在采取措施進(jìn)一步提高動物福利。

表1 豬的最小生活空間

4 福利和環(huán)境友好型飼養(yǎng)系統(tǒng)

4.1 加拿大生長育肥豬墊料系統(tǒng)

這項系統(tǒng)由加拿大研制而成，2002年前引進(jìn)荷蘭。該系統(tǒng)要求每個養(yǎng)豬位每年提供鋸屑0.7～0.8 m3。通過與漏縫地板系統(tǒng)比較，發(fā)現(xiàn)加拿大墊料系統(tǒng)氨氣和甲烷的排放均減少，雖然檢測到氧化二氮，但檢出量很低 （表2）。

4.2 空懷和妊娠母豬稻草墊料系統(tǒng)

該系統(tǒng)墊料部分用于休息，漏縫地板區(qū)域主要用于采食和排泄。采用此系統(tǒng)每頭豬氨氣的排放從4.2 kg/年降到2.6 kg/年，甲烷和氧化二氮的排放還不是很明確，需要進(jìn)一步研究。此系統(tǒng)的設(shè)計很重要，另外還需要定期添加稻草。

圖3 除塵部分空氣過濾器

圖4 除氨氮部分空氣過濾器

圖5 除臭氣部分空氣過濾器

4.3 傳輸帶系統(tǒng)

此系統(tǒng)的基本原則就是將糞尿分離，液體部分主要是氨氮和甲烷含量較高，固體部分磷和有機(jī)質(zhì)的含量較高。固體部分可以采用堆肥的方式來進(jìn)行處理，或在堆肥之前生產(chǎn)沼氣，液體部分采用反滲透的方法進(jìn)行濃縮。傳輸系統(tǒng)建在漏縫地板下，糞尿落在傳輸帶上，尿流走，糞便留在上面，通過傳輸帶的傳送將糞清理出去。這種系統(tǒng)可用稻草做墊料，可減少氨氣、臭氣和甲烷的排放 （表3）?？梢?，傳送帶系統(tǒng)可以同時滿足環(huán)境和福利的要求。

5 結(jié)論

對豬舍來說，兼顧福利和環(huán)境有多種方法，但至少應(yīng)滿足幾個要求，即給豬創(chuàng)造一個很好的生活條件，減少污染物的排放，節(jié)能，制造有價值的糞肥。

表2 墊料系統(tǒng)的每個豬位每年的氣體排放量

表3 糞便傳輸帶系統(tǒng)的每個豬位每年的氣體排放量