鄉(xiāng)村畜禽養(yǎng)殖糞污資源化研究與應(yīng)用

李新華，楊 銳，楊 云，韓奇鵬

（1.邵陽(yáng)市綏寧縣畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局，湖南 綏寧 422600；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院畜禽遺傳改良湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410128）

1 畜禽養(yǎng)殖廢棄物

2 畜牧養(yǎng)殖污染危害

水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、種植業(yè)污染和畜禽業(yè)污染3種生產(chǎn)類型產(chǎn)生的污染源是農(nóng)業(yè)污染的主要組成部分。水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要污染物為氮、磷、COD及藥物殘留和水產(chǎn)糞便等，過量的飼料和藥物使用及水產(chǎn)品自身的排泄物等是主要污染源，會(huì)造成水產(chǎn)品質(zhì)量下降和水體污染[4]。種植業(yè)中使用的農(nóng)藥和化肥殘留下過量的磷和氮元素，會(huì)改變土壤理化性質(zhì)、地下水和植物體內(nèi)硝酸鹽含量增加及地表水富營(yíng)養(yǎng)化等[5-6]。畜禽廢水不合理排放是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一，長(zhǎng)時(shí)間的廢水沉積，會(huì)滲透到地下水中，污染地下水[7]。如果污染物排放超出環(huán)境承載能力，就會(huì)對(duì)水體、土壤、大氣和人類身體健康造成危害。

2.1 水體危害

畜禽廢水與工業(yè)廢水不同，是通過地表徑流匯入地表水或經(jīng)過土壤滲透入地下，而非直接排放的方式。大量的氮、磷、難降解有機(jī)物、大腸桿菌、懸浮物、抗生素和重金屬存留在畜禽廢水中，使水體富營(yíng)養(yǎng)化，水質(zhì)惡化，溶氧量降低，pH升高，BOD和COD指標(biāo)超出正常值范疇，造成水中動(dòng)植物死亡，造成惡性循環(huán)[8]。

2.2 大氣危害

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的攜帶微生物和可吸入顆粒物的有害氣體，會(huì)造成大氣污染。像固液分離車間揚(yáng)塵、供暖設(shè)施煙氣、飼料車間粉塵和員工生活產(chǎn)生的油煙、煤煙等都是可吸入顆粒物的主要來源。氣體種類主要有氨氣、甲烷、硫化物、氮氧化物、苯酚和二氧化硫，還有厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸、吲哚類氣體、尸胺、腐胺、氨基酸分解物和揮發(fā)性烴類物質(zhì)[9]。其中氨氣和硫化物會(huì)對(duì)人畜呼吸道黏膜造成刺激，還有造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w甲烷，這些氣體長(zhǎng)期存在，會(huì)引發(fā)多種呼吸道疾病，損害人體健康，影響畜禽生長(zhǎng)和居民生活質(zhì)量[10]。

2.3 對(duì)人畜健康的影響

畜禽廢水?dāng)y帶了大量致病蛔蟲卵、致病微生物和蚊蠅蟲卵等，可生化性強(qiáng)，有機(jī)負(fù)荷高，水溶氧低，是病害合適的載體，會(huì)對(duì)環(huán)境造成微生物和大量繁殖及傳播疾病。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WTO）的數(shù)據(jù)表明，世界上共有250種人獸共患病，26種通過牛傳播，約90多種人獸共患病已經(jīng)在中國(guó)有明確的記錄。在一些發(fā)展中國(guó)家，畜禽糞便是致病性疾病的來源，像隱孢子蟲病和賈第蟲病，規(guī)?；瘏捬醢l(fā)酵中通常用在畜禽糞便資源利用，而造成疾病在肥料中傳播的原因，往往跟揮發(fā)性脂肪酸和溫度的差異有關(guān)[11]。

3 畜禽糞便污染物資源利用現(xiàn)狀

3.1 畜禽糞便生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的迅猛發(fā)展，預(yù)測(cè)2005—2030年中國(guó)雞、豬等畜禽產(chǎn)品產(chǎn)量增長(zhǎng)2.5倍。糞便產(chǎn)生量隨之增加，2009年調(diào)查顯示，中國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便排放鮮重為32.64×108t，2020年鮮重將達(dá)到42.44×108t[12-13]。如果這些畜禽糞便隨意堆置，將對(duì)水源、空氣、土壤等造成嚴(yán)重影響。其產(chǎn)生大量的含氮化合物、含硫化合物、芳香族物質(zhì)和揮發(fā)性脂肪酸等惡臭氣體，造成嚴(yán)重的空氣污染，人類身體健康將受到很大影響。飼料中添加大量的鋅、銅、砷和鎘等重金屬元素，殘留在糞便中導(dǎo)致重金屬超標(biāo)，未被利用的大部分重金屬進(jìn)入土壤中很難被清除掉。土壤中長(zhǎng)期施用抗生素，會(huì)增加抗生素的抗性，將嚴(yán)重影響土壤健康。2010年我國(guó)畜禽排放的化學(xué)需氧量和氨氮量占排放量的45%和25%，雨水將未被處理的畜禽糞便沖刷進(jìn)入河道，造成河水水源污染和富營(yíng)養(yǎng)化等問題[14]。雞糞、豬糞、羊糞和牛糞等4種糞便占畜禽糞便年排放總量的96.5%[12]。2010年我國(guó)進(jìn)行糞肥養(yǎng)分進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其中總K2O含量為10.36×106t，總氮含量為 16.42×106t，總 P2O5含量為 12.28×106t，此外，還有其他微量元素[15]。但若合理利用糞肥資源，必會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 畜禽糞便資源化利用

3.2.1 飼料化

雞糞中含有未被利用的礦物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、維生素、粗脂肪和纖維素等營(yíng)養(yǎng)成分，是由于雞的腸道較短，未來得及消化吸收，經(jīng)過加工后可以飼喂羊、豬和牛等[16]。分析法、直接喂養(yǎng)、發(fā)酵法和干燥法等是畜禽糞便飼料化主要利用方法[17]。但雞糞必須經(jīng)過膨化和高溫等方法進(jìn)行無害化處理后才能作為其他動(dòng)物的飼料，是由于糞便中含有大量的重金屬和病原菌等[18]。

社會(huì)的發(fā)展越來越快，人們生活的節(jié)奏也開始越來越快，社會(huì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)使得人才的需求也越來越多，與之相對(duì)的是要求也越來越高。所以人們?nèi)绻胍m應(yīng)這個(gè)社會(huì)，那么就應(yīng)該讓自己去適應(yīng)社會(huì)的需求?，F(xiàn)在社會(huì)考驗(yàn)的是人的綜合素質(zhì)，例如團(tuán)隊(duì)合作能力、協(xié)調(diào)能力、溝通能力等，而這些能力都是可以通過體育拓展來培養(yǎng)的。體育拓展迎合的社會(huì)的需要，培養(yǎng)出的人才也迎合了市場(chǎng)的需要，所以只有讓這些學(xué)生在拓展訓(xùn)練中不斷的突破自己，培養(yǎng)自己的綜合素質(zhì)和意志力，才能更好的適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。

3.2.2 肥料化

蚯蚓處理、直接還田和腐熟堆肥等為畜禽糞便利用的方法。傳統(tǒng)畜禽糞便的利用方法是直接還田，2010年家禽糞便還田率為68.7%，生豬糞便還田率為86.78%[19]。未經(jīng)過處理的糞便中含病原菌、雜草種子和病蟲卵等有害物質(zhì)及操作費(fèi)力，水量較大，使用不便，施入土壤后產(chǎn)生“后遺癥”較大，長(zhǎng)期直接還田會(huì)降低土壤質(zhì)量，破壞土壤生態(tài)，會(huì)影響農(nóng)作物生產(chǎn)，還田還是需要提前進(jìn)行資源化處理[17]。較為合理的處理畜禽糞便的方法是腐熟堆肥，對(duì)畜禽糞便進(jìn)行性狀調(diào)控是添加一定比例的輔料，同時(shí)為殺滅雜草種子和病蟲卵等，添加微生物菌種進(jìn)行高溫發(fā)酵，生成性狀穩(wěn)定的微生物牛糞堆肥。其可改善土壤環(huán)境，為大田提供作物養(yǎng)分。研究顯示，將濾泥轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥婪柿系奶幚砑夹g(shù)——蚯蚓堆肥一種環(huán)保和生態(tài)的處理方法[20]。

3.2.3 能源化

燃燒產(chǎn)熱和厭氧發(fā)酵等是畜禽糞便能源化的主要途徑。其中厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣是處理畜禽糞便的一種有效途徑[21]。有研究表明，2009年我國(guó)可利用畜禽糞便產(chǎn)生沼氣為1 198.44億m3，所以，殘留的沼渣沼液可再次作為肥料被利用[12]，目前我國(guó)畜禽糞便厭氧發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

4 畜禽液體糞污資源化利用

4.1 液體糞污生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，我國(guó)產(chǎn)生糞污約33億t·年-1，主要是牛糞和豬糞。畜禽糞尿中含有鉀、氮和磷等常量元素及錳、鋅、鐵、鈣和銅等微量營(yíng)養(yǎng)元素，且沼液中的養(yǎng)分多為速效態(tài)，易被植物體吸收利用[2.2]。因此，無公害化處理畜禽糞污對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)安全高效發(fā)展具有重要意義。

4.2 液體糞污資源化利用

我國(guó)處理畜禽糞污的主要途徑之一是固液分離，牛糞堆肥是固體部分產(chǎn)生的，沼氣和沼液是液體厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的[23]。目前，高附加值開發(fā)和低成本資源化利用等是沼液利用的主要途徑。

5 綏寧縣畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)整治方案

為進(jìn)一步加快綏寧縣畜禽水產(chǎn)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境污染綜合治理工作，促進(jìn)綏寧縣畜牧水產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，根據(jù)《中華人民共和國(guó)畜牧法》《中華人民共和國(guó)漁業(yè)法》《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條列》等相關(guān)法律法規(guī)和《綏寧縣人民政府關(guān)于劃分畜禽養(yǎng)殖業(yè)禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)的通告》（綏政通[2017]1號(hào)）要求，結(jié)合綏寧縣實(shí)際，制定本方案。

5.1 整治對(duì)象

綏寧縣限養(yǎng)區(qū)、適養(yǎng)區(qū)內(nèi)生豬年存欄50頭、牛年存欄20頭、羊年存欄>100頭和雞、鴨、鵝年存欄>1 000羽的養(yǎng)殖大戶和規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)，河流網(wǎng)箱養(yǎng)魚戶。

5.2 整治要求

限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)要完善污染治理設(shè)施，辦理相關(guān)環(huán)保手續(xù)，并做好畜禽養(yǎng)殖登記備案；排放經(jīng)過處理的畜禽養(yǎng)殖廢棄物，應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家和地方規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和總量控制指標(biāo)。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)污染防治設(shè)施要經(jīng)過有審批權(quán)的環(huán)境保護(hù)主管部門驗(yàn)收合格，向縣環(huán)保部門辦理排污申報(bào)登記。

實(shí)行雨污分流。改造養(yǎng)殖場(chǎng)排水系統(tǒng)，實(shí)行雨水和污水分流排放，欄舍外圍的排糞溝一律用暗管道入生化池，PVC管要求埋入地下，沒有條件下埋的，改用玻璃纖維管道，以確保欄舍周邊清潔衛(wèi)生和管道使用年限，從而實(shí)現(xiàn)排污減量化。

建干糞棚。建設(shè)與養(yǎng)殖規(guī)模相適應(yīng)的干糞棚，水泥硬化地面，防止糞水滲漏、外溢。池上增設(shè)防雨棚；糞便實(shí)行以干清為主，做到干濕分離，集中堆積發(fā)酵，以達(dá)到污物減量化的要求。

建多級(jí)生化池。養(yǎng)殖場(chǎng)按最大養(yǎng)殖量建造多級(jí)生化池，必須做好生化池相應(yīng)的防滲密封措施，污水由管道導(dǎo)入生化池，經(jīng)生化處理后排出上層液體，底部沉淀則通過堆積發(fā)酵成為可利用的肥料，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

種養(yǎng)結(jié)合。鼓勵(lì)養(yǎng)殖戶種植水稻、果樹、蔬菜，經(jīng)無害化處理的糞水用于農(nóng)田、果園、菜地當(dāng)有機(jī)肥使用。

限養(yǎng)區(qū)內(nèi)網(wǎng)養(yǎng)魚戶未經(jīng)許可不得擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。沒有通過環(huán)境治理的養(yǎng)殖場(chǎng)，要限期退養(yǎng)。

5.3 整治步驟

清查摸底。由縣畜牧水產(chǎn)局對(duì)全縣轄區(qū)內(nèi)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行全面清查摸底、做好登記匯總。

核查備案。由縣畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖污染綜合治理工作領(lǐng)導(dǎo)小組對(duì)各養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行核查，提出整改意見，對(duì)限養(yǎng)區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)按照要求進(jìn)行整改，分別下達(dá)整改通知書，并于限定日期前完成整改工作。

核查驗(yàn)收。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）全部完成限養(yǎng)適養(yǎng)整治任務(wù)后，報(bào)縣畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖污染綜合治理工作領(lǐng)導(dǎo)小組驗(yàn)收；領(lǐng)導(dǎo)小組接到申請(qǐng)后，應(yīng)及時(shí)組織財(cái)政、安監(jiān)環(huán)保、畜牧、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等部門現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。

發(fā)放補(bǔ)助。核查驗(yàn)收人員按補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)造冊(cè)，經(jīng)畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖污染綜合治理工作領(lǐng)導(dǎo)小組審批后按程序發(fā)放。

建章立制。加大監(jiān)管養(yǎng)殖場(chǎng)的力度，確保糞污處理設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)正常，杜絕漏排偷排；新建養(yǎng)殖場(chǎng)必須經(jīng)過國(guó)土、安監(jiān)環(huán)保、畜牧等部門備案審批，配套建設(shè)糞污處理設(shè)施，辦理動(dòng)物防疫條件合格證后方可投產(chǎn)；建立常態(tài)化監(jiān)管機(jī)制，對(duì)存在違法行為的養(yǎng)殖場(chǎng)移交相關(guān)部門處理。

5.4 補(bǔ)助政策

畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）限期建設(shè)與養(yǎng)殖規(guī)模相匹配的治理設(shè)施，按照“企業(yè)主體、政府引導(dǎo)、先建后補(bǔ)、以獎(jiǎng)代補(bǔ)”原則，經(jīng)驗(yàn)收合格予以一定補(bǔ)助。補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為：貯糞棚按建筑面積補(bǔ)助180元·m-2，沉淀池、生化池補(bǔ)助300元·m-2。