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减少猪场粪水污染保证养猪业可持续发展
  作者: 摘自:山东宝来利来生物工程公司网站 日期:2012-01-29  
    

    摘要:猪的排泄物中主要有微生物、未被消化利用的氮、磷等有机物及各种超量添加于饲料中的矿物元素及药物,本文对规模化猪场粪尿对环境可能造成的污染及减少污染的措施进行了综述。

    由于规模养殖带来的环境污染问题日益突出,已成为世界性公害,不少国家已采取立法措施,限制畜牧生产对环境的污染。为了从根本上治理畜牧业的污染问题,保证畜牧业的可持续发展,许多国家和地区在这方面已进行了大量的基础研究,取得了阶段性成果。本文对猪场环境污染情况进行评估分,结合国内外有关科技成果,提出改善猪场污染的措施,为促进养猪业持续、健康发展提供参考。

    1 猪场粪尿对生态环境的污染

    1.1 猪场的排污量

    一般情况下,l头育肥猪从出生到出栏,排粪量850~1050kg,排尿1200~1300kg。1个万头猪场每年排放纯粪尿3万t,再加上集约化生产的冲洗水,每年可排放粪尿及污水6~7万t。目前全国约有5000头以上的养猪场1500多家,根据这些规模化养殖场的年出栏量计算,其全年粪尿及污水总量超过1亿t。全国仅有少数猪养殖场建造了能源环境工程,对粪污进行处理和综合利用。以对猪场粪水污染处理力度较大的北京、上海和深圳为例,采用工程措施处理的粪水只占各自排放量的5%左右。由于粪水污染问题没有得到有效解决,大部分的规模化养猪场周围臭气冲天、蚊蝇成群,地下水硝酸盐含量严重超标,少数地区传染病与寄生虫病流行,严重影响了养猪业的可持续发展。

    1.2 猪场排泄物中的主要成分

    猪粪污中含有大量的氮、磷、微生物和药物以及饲料添加剂的残留物,它们是污染土壤、水源的主要有害成分。l头育肥猪平均每1d产生的废物为5.46L,l年排泄的总氮量达9.534kg,磷达6.5kg。l个万头猪场年可排放100~161t的氮和20~33t的磷,并且每1g猪粪污中还含有83万个大肠杆菌、69万个肠球菌以及一定量的寄生虫卵等。大量有机物的排放使猪场污物中的BOD(生化需氧量)和COD(化学需氧量)值急剧上升。据报道,某些地区猪场的BOD高达1000~3000(mg/L),COD高达2000~3000(mg/L),严重超出国家规定的污水排放标准(BOD6~80,COD150~200).此外,在生产中用于治疗和预防疾病的药物残留、为提高猪生长速度而使用的微量元素添加剂的超量部分也随猪粪尿排出体外;规模化猪场用于清洗消毒的化学消毒剂则直接进人污水。上述各种有害物质,如果得不到有效处理,便会对土壤和水源构成严重的污染。 

    猪场所产生的有害气体主要有氨气、硫化氢、二氧化碳、酚、吲哚、粪臭素。甲烷和硫酸类等,也是对猪场自身环境和周围空气造成污染的主要成分。

    1.3 猪场排泄物的主要危害

    1.3.l 土壤的营养富积

    猪饲料中通常含有较高剂量的微量元素,经消化吸收后多余的随排泄物排出体外。猪粪便作为有机肥料播撒到农田中去,长期下去,将导致磷、铜、锌及其它微量元素在环境中的富积,从而对农作物产生毒害作用,严重影响作物的生长发育,使作物减产。如以前流行在猪日粮中添加高剂量的铜和锌,可以提高猪的饲料利用率和促进猪的生长发育,此方法曾风靡一时,引起养殖户和饲料生产者的极大兴趣。然而,高剂量的铜和锌的添加会使猪的肌肉和肝脏中铜的积蓄量明显上升,更为严重的是还会显著增加排泄物中铜、锌含量,引起土壤的营养累积,造成环境的污染。

    1.3.2 水体污染

    在谷物饲料、谷物副产品和油饼中约有60%~75%的磷以植酸磷形式存在。由于猪体内缺乏有效利用磷的植酸酶以及对饲料中的蛋白质的利用率有限,导致饲料中大部分的氮和磷由粪尿排出体外。试验表明猪饲料中氮的消化率为75%~80%,沉积率为20%~50%;对磷的消化率为20%~70%,沉积率为20%~60%。未经处理的粪尿。一部分氮挥发到大气中增加了大气中的氛含量,严重时构成酸雨,危害农作物;其余的大部分则被氧化成硝酸盐渗入地下或随地表水流入江河,造成更为广泛的污染,致使公共水系中的硝酸盐含量严重超标,河流严重污染。磷渗入地下或排入江河,可严重污染水质,造成江河池塘的藻类和浮游生物大量繁殖,产生多种有害物质,进一步危害环境。

    1.3.3 空气污染

    由于集约化养猪高密度饲养,猪舍内潮湿,粪尿及呼出的二氧化碳等激发出恶臭,其臭味成分多达168种,这些有害气体不但对猪的生长发育造成危害,而且排放到大气中会危害人类的健康,加剧空气污染以致与地球温室效应都有密切关系。

    2 解决猪场污染的主要途径

    为了解决猪排泄物对环境的污染及恶臭问题、长期以来,世界各国科学家曾研究了许多处理技术和方法,如:粪便的干处理、堆肥处理、固液分离处理。饲料化处理、佛石吸附恶臭气等处理技术以及干燥法、热喷法和沼气法处理等等,这些技术在治理猪粪尿污染上虽然都有一定效果,但一般尚需要较高的投入到目前为止,还没有一种单一处理方法就能达到人们所要求的理想效果。因此,必须通过多种措施,实行多层次。多环节的综合治理,采取标本兼治的原则,才能有效地控制和改善养猪生产的环境污染问题。

    2.1 合理规划,科学选址,按照可持续发展战略确定养殖规模与布局

    2.1.l 合理规划,科学选址

    集约化规模化养猪场对环境污染的核心问题有两个,一个是猪粪尿的污染,另一个是空气的污染。合理规划,科学选址是保证猪场安全生产和控制污染的重要条件。在规划上,猪场应当建到远离城市、工业区、游览区和人口密集区的远郊农业生产腹地。在选址上,猪场要远离村庄并与主要交通干道保持一定距离,有些国家明确规定,猪场应距居民区2km以上;避开地下生活水源及主要河道;场址要保持一定的坡度,排水良好;距离农田、果园、菜地、林地或鱼池较近,便于粪污及时利用。

    2.1.2 根据周围农田对污水的消纳能力,确定养殖规模

    发展畜牧业生产一定要符合客观实际,在考虑近期经济利益的同时,还要着眼于长远利益。要根据当地环境容量和载畜量,按可持步发展战略确定适宜的生产规模,切忌盲目追求规模,贪大求洋,造成先污染再治理的劳民伤财的被动局面。目前,猪场粪污直接用于农田,实现农业良性循环是一种符合我国国情的最为经济有效的途径。这就要求猪场的建设规模要与周围农田的粪污消纳能力相适应,按一般施肥量(每667m2每茬10kg氮和磷)计算,一个万头猪场年排出的氮和磷,需至少333.33公顷年种两茬作物的农田进行消纳,如果是种植牧草和蔬菜,多次对割,消纳的粪污量可成倍增加。因此牧场之间的距离,要按照消纳粪污的土地面积和种植的品种来确定和布局。此外,猪场粪水与养鱼生产结合,综合利用,也可收到良好效果。通过农牧结合、种养结合和牧渔结合,可以实现良性循环。

    2.1.3 增强环保意识,科学设计,减少污水的排放

    在现代化猪场建设中,一定要把环保工作放在重要的位置,既要考虑先进的生产工艺,又要按照环保要求,建立粪污处理设施。国内外对于大中型猪场粪污处理的方法,基本有二:一是综合利用,二是污水达标排放。对于有种植业和养殖业的农场、村庄和广阔土地的单位,采用“综合利用’”的方法是可行的,也是生物质能多层次利用、建设生态农业和保证农业可持续发展的好途径:否则,只有采用“污水达标排放”的方法、才能确保养猪业长期稳定的生存与发展。

    大中型猪场一定要把污水处理系统纳入设计规划,在建场时一并实施,保证一定量的粪污存放能力,并且有防渗设施。在生产工艺上,既要采用世界上先进的饲养管理技术,又要根据国情因地制宜,比如在我国,劳动力资源比较丰富,而水资源相对反乏,在规模猪场建设上可按照粪水分离工艺进行设计,将猪粪便单独收集,不采用水冲式生产工艺,尽量减少冲洗用水,继而减少污水的排放总量。

    如深圳市农牧公司采用生物学和生态学方法,对年产20000头猪的规模化猪场排放的污水先经上流式厌氧污泥过滤器处理,然后进人生物氧化塘。鱼塘及土地处理系统,使排放的污水达到国家污水排放标准,建立起猪、鱼、农果、牧草的农业生态的良性循环。

    2.2 减少猪场排污量的营养措施

    畜牧业的污染主要来自于猪的粪、尿和臭气以及动物机体内有害物质的残留,究其根源来自于饲料。因此近年来,国内外在生态饲料方面做了大量研究工作,以期最大限度地发挥猪的生产性能,并同时将畜牧业的污染减小到最低限度,实现畜牧业的可持续发展。令人欣慰的是,在这方面我国已取得了阶段性的成果。

    2.2.l 添加合成氨基酸,减少氮的排泄量

    按“理想蛋白质”模式,以可消化氨基酸为基础,采用合成赖基酸。蛋氨酸、色氨酸和苏氨酸来进行氨基酸营养上的平衡,代替一定量的天然蛋白质,可使猪粪尿中氛的排出减少50%左右。有试验证明:猪饲料的利用率提高0.l%,养分的排泄量可下降3。3%;选择消化率高的日粮可减少营养物质排泄5%;猪日粮中的粗蛋白每降低1%,氮和氨气的排泄量分别降低9%和8.6%,如果将日粮粗蛋白质含量由18%降低到15%,即可将氮的排泄量降低25%。欧洲饲料添加剂基金会指出,降低饲料中粗蛋白质含量而添加合成氨基酸可使氮的排出量减少20%~25%。除此之外,也可添加一定量的益生素,通过调节胃肠道内的微生物群落,促进有益自仿生长繁殖,对提禽饲料的利用率作用明显,可降低氮的排泄量29%~25%。

    2.2.2 添加植酸酶,减少磷的排泄量

    猪排出的磷主要因为植物来源的饲料中2/3的磷是以植酸磷和磷酸盐的形式存在的,由于猪体内缺乏能有效利用植酸磷的各种酶,因此,植酸磷在体内几乎完全不被吸收,所以必须添加大量的无机磷,以满足猪生长所需。未被消化利用的磷则通过粪尿排出体外,严重污染了环境。而当饲料中添加植酸酶时,植酸磷可被水解为游离的正磷酸和肌醇,从而被吸收。

    以有效磷为基础配置日粮或者选择有效磷含量高的原料,可以降低磷的排出,猪日粮中每降低0.05%的有效磷,磷的排泄量可降低8%;通过添加植酸酶等酶制剂提高谷物和油料作物饼粕中植酸磷的利用效率,也可减少磷的排泄量。有试验表明,在猪日粮中使用200~1000单位的植酸酶可以减少磷的排出量 25%~50%,这被看作是降低磷排泄量的最有效的方法。

    2.2.3 合理有效地使用饲料添加剂,减少微量元素污染

    除氮和磷的污染外,一些饲料添加剂的不合理利用特别是超量使用也对猪安全生产和环境污染构成极大威胁,如:具有促进生长作用的高铜制剂和砷制剂等。

    在猪的饲养标准中规定,每1kg饲粮中铜含量为4×l0-6×10-6,而在实际应用中为追求高增重,铜的含量高达150×10-6~200×10-6,有的养猪场面(户)以猪粪便颜色是否发黑来判定饲料好坏,而一些饲料生产厂家为迎合这种心态,也在饲料中添加高钢。试验表明,在饲粮中添加150×10-6~200×10-6铜对仔猪生长效果显著,对中猪仍有较好效果,而在大猪则没有明显效果。铜对猪前期的促生长作用是肯定的。但如果超量使用,却会对环境污染和人畜安全带来严重后果,超剂量的铜很容易在猪肝、紧中富集。给人畜健康带来直接危害。仔猪和生长猪对铜的消化率分别只有18%~25%和10%~20%,可见,大量的铜会随粪便排出体外。因此,在猪饲粮中,除在生长前或适当增加钢的含量外,在生长后期按饲养标准添加钢即可保证猪的正常生长,议减少对环境的污染。

    砷的污染也不容忽视,据张子仪研究员按照美国FAD允许使用的砷制剂用量测算,一个万头猪场连续使用含砷制剂的药物添加剂,如果不采取相应措施处理粪便,5~8年后可向猪场周围排放出近1000kg的砷。

    2.2.4 使用除臭剂,减少臭气和有害气的污染

    一种丝兰属植物,它的提取物的两种活性成分,一种可与氨气结合,另一种可与硫化氢气体结合,因而能有效地控制臭味,同时也降低了有害气体的污染。另据报道,在日粮中加活性碳、沙皂素等除臭剂,可明显减少粪中硫化氢等到臭气的产生,减少粪中氨气量40%~50%。因此使用除臭剂是配制生态饲料必需的添加剂之一。

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