【文章內(nèi)容簡介】 Control limit of major heavy metals in manures applied of live stock and poultry from intensive feeding 7江傳杰，王巖，張玉霞 .畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染問題研究 [J].河南畜牧獸醫(yī) ， 2022， 26(1): 2831 土壤 PH值 ＜ ＞ 砷 As(mg/kg) 5 4 3 銅 Cu(mg/kg) 8 22 22 鋅 Zn(mg/kg) 28 42 56 鉻 Cr(mg/kg) 14 28 42 土壤的基本功能是它具有肥力 .能提供植物生長發(fā)育所必需的水分、養(yǎng)分、空氣、和熱能等條件 .即可以供生長作物 。另一個基本功能是可以分解有機物質(zhì)。這兩方面，構(gòu)成了土壤自然循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。畜禽糞便對土壤具有二重性，既有有利面也有不利面 .主要決定于它的氮、 磷、鉀含量和重金屬、細菌及土壤本身的自掙力，在一定條件下兩個方面可能相互轉(zhuǎn)化 .畜禽糞便的有利面在于 :能夠施用于農(nóng)田作為肥料培肥土壤 。糞便也為土壤提供必要的水分 。經(jīng)常施用糞肥也能提高土壤抗風化和水的侵蝕的能力，改變土城的空氣和耕作條件，增加土壤有機質(zhì)和作物有益微生物的生長。不利的一面在于 :使用類便過度會危害農(nóng)作物、土壤、表面水和地下水水質(zhì)。在某些情況下 (通常是新鮮的禽糞 )含有高濃度的氮能燒壞作物 。大最地使用糞便也能引起土壤中溶解鹽的積累，使土壤鹽分增高，使植物生長受影響。 肉牛 的糞便如果未經(jīng)無害化處理直接進入 土壤，其中的蛋白質(zhì)、脂肪、糖等有機質(zhì)將被土壤微生物分解，從而通過土壤得到自然凈化。但是，如果污染物排放量超過了土壤本身的自凈能力，便會出現(xiàn)降解不完全和厭氧腐解，產(chǎn)生惡臭物質(zhì)和亞硝酸鹽等有害物質(zhì)，引起土壤的組成和性狀發(fā)生改變，破壞其原有的基本功能，導致土壤空隙堵塞，造成土壤透氣、透水性下降及板結(jié)．嚴重影響土壤質(zhì)量，造成作物減產(chǎn)、甚至毒害作物使之出現(xiàn)大面積腐爛。此外，土壤雖對各種病原微生物有一定的自凈能力，但進程較慢，且有些微生物還可生成芽孢，更增加了凈化難度，故常造成生物污染和疫病傳播。由于目前有些飼料沒有按 照國家有關(guān)規(guī)定生產(chǎn)，廠家在飼料中過量投加銅、鋅和有機砷制劑等，使得飼料中微量元素含量超標．較高微量元素含量的 肉牛 糞便將在土壤中富集，從而對作物產(chǎn)生有害作用，嚴重影響作物的生長發(fā)育，使作物減產(chǎn)。 畜禽糞便中含有大量的鈉鹽和鉀鹽，如果直接用于農(nóng)田，過量的鈉和鉀鹽通過反聚作用而造成某些土壤的微孔減少，使土壤的通透性降低，土壤透氣、透水性下降，板結(jié)，破壞土壤結(jié)構(gòu)，嚴重影響土壤性質(zhì)，危害植物，給人和動物的生活和健康造成危害。這種污染有兩個特點：土壤污染是大氣污染和水體污染的必然結(jié)果；土壤污染通過食物和水危害人畜 （三 ） 禽畜糞便對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響 由于禽畜糞便含有大量有機質(zhì)及豐富的Ｎ、Ｐ、Ｋ等營養(yǎng)物，自古以來一直被作為農(nóng)作物寶貴的有機肥而利用。農(nóng)業(yè)科學研究與實踐表明，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在物質(zhì)循環(huán)過程中，需要從系統(tǒng)外輸入一定量的有機質(zhì)和其他營養(yǎng)元素，這樣才能實現(xiàn)系統(tǒng)高而穩(wěn)定的產(chǎn)出。對于小規(guī)模、分散的飼養(yǎng)場產(chǎn)生的禽畜糞便就近還田，既為農(nóng)田增加了有機肥，也不會對環(huán)境產(chǎn)生負面影響。但如今大規(guī)模、集約化養(yǎng)殖場禽畜糞便未加處理地大量集中排放，卻導致農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)自身的物質(zhì)與能量循環(huán)功能喪失，同時給環(huán)境造成了極大的壓力。 （四） 危害人體健 康 規(guī)模化 的肉牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，使得農(nóng)牧脫節(jié)嚴重，大量牛糞往往未經(jīng)處理便隨意堆放，糞便中有機物分解產(chǎn)生的惡臭以及有害氣體和攜帶病原微生物的粉塵排放到大氣中極大程度危害著飼養(yǎng)人員的身體健康。據(jù)粗略估計，僅 1 頭牛年產(chǎn)生糞尿就有 10 噸左右，包含 52． 0kg 氮、 39． 0kg 磷，排放 COD142． 9kg、 BOD103． 9kg。按飼養(yǎng)一頭牛每年所產(chǎn)生糞污污染負荷的 BOD 估算，其人口當量相當于 25～ 30人。以一個 1000 頭肉牛規(guī)模的養(yǎng)殖場計算，每天產(chǎn)生糞尿 50t 以上，氨氣排放量達 1． 0kg 以上，糞尿惡臭中含有 H2S、 SO NO、 NO NH3 等氣體和酚類化合物 8。目前，許多肉牛養(yǎng)殖園區(qū)內(nèi)牛糞成災，不得不將其運往附近農(nóng)田排放，天熱時氣味難聞讓路人掩鼻，同時蚊蠅滋生，讓人難以忍受，這引起了當?shù)鼐用竦臉O大不滿，養(yǎng)殖業(yè)主和附近居民常為此沖突不斷，矛盾激化，多起爭端。 肉牛糞便含有大量的病原微生物、寄生蟲卵和滋生的蚊蠅，使環(huán)境中病原種類增多、菌量增大，出現(xiàn)病原菌和寄生蟲的大量繁殖，造成人、畜傳染病的蔓延。人畜共患病疫情的發(fā)生可給人畜帶來災難性危害。據(jù)世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織的有關(guān)資料報道，目前已有 200 種“人畜共患傳染病”。其中較 為嚴重的至少有 89 8胡天印 ， 陳玲 ， 胡玉敏 .奶牛糞便綜合利用的技術(shù)研究 [J].寧波大學學報 (理工版 )， 2022，17(3):357~360 種，由牛傳染的約有 26 種 。 牛糞中有毒殘留物對環(huán)境的污染，臭氣、氨等有害氣體對空氣的污染，以及疫病傳播等問題，很可能導致大面積傳染病的發(fā)生，對當?shù)鼐用裆a(chǎn)生活環(huán)境造成潛在威脅，甚至危害居民身心健康，妨礙和諧社會的構(gòu)建與發(fā)展。 （五）對空氣的污染 糞便對空氣的污染主要來源于畜牧場圈舍內(nèi)外和糞堆、糞池、廁所周圍的空間。其污染主要是有機物分解產(chǎn)生的惡臭以及有害氣體 (如硫化氫、氨氣、酩酸、糞臭素 )和攜帶病原微生物的粉塵。養(yǎng)殖場臭氣的產(chǎn)生，主要有兩類物質(zhì)，即碳水化合物和含氮有機物，有研究表明， 肉牛 、 豬、雞飼料中的 70％左右的含氮物質(zhì)被排泄出來。在有氧的條件下兩類物質(zhì)分別分解為二氧化碳、水和無機鹽類，不會有臭氣產(chǎn)生，當這些物質(zhì)在厭氧的環(huán)境條件下，可分解釋放出臭氣。同時，如果大量的畜禽糞便不及時處理，還會產(chǎn)生甲基硫醇，二甲基二硫醚，甲硫醚，二甲胺及多種低級脂肪酸等有毒有害氣體，污染空氣，造成空氣中含氧量相對下降，使動物及人的免疫力下降，呼吸道疾病頻發(fā)，影響畜禽產(chǎn)品質(zhì)量 。 畜禽糞尿中所含有機物大體可分成碳水化合物和含氮化合物，它們在有氧或無氧條件下分解出不同的物質(zhì)。碳水化合物在有氧條件下分解釋放熱能 .大部分 分解成二氧化碳和水 。而在無氧條件下 .化學反應不完全，可分解成甲烷、有機酸和各種醉類，這些物質(zhì)略帶臭味和酸味，使人產(chǎn)生不愉快的感覺。而含氮化合物主要是蛋白質(zhì)，其在醉的作用下可分解成氨基酸，氨基酸在有氧條件下可繼續(xù)分解，最終產(chǎn)物為硝酸鹽類 。在無氧條件下可分解成氨、硫酸、乙烯醉、二甲基硫醚、硫化氫、甲胺、三甲胺等惡吳氣體，有腐爛洋蔥奧，腐敗的蛋奧、魚臭等各自特有的臭味，這些氣體不但危害畜禽的生長發(fā)育，而且也危害人類健康、加劇空氣污染 .一般 來 說 ，散發(fā)的奧氣濃度和糞便的磷酸鹽和氮的含 t是成正比的，家禽糞便中磷酸鹽含 t比高，豬糞便又比牛糞便高，因此牛場有害氣味比豬場少，尤其比雞場少。揮發(fā)性氣體及其它污染物質(zhì)有風時可傳播很遠，但隨距離加大，污染物的濃度和數(shù)盆會明顯降低 .在惡臭物質(zhì)中 .對人畜健康影響最大的是氮氣和硫化氫 1241硫化氛含 f高時，會引起頭暈、惡心和慢性中毒癥狀 :人長期在氨氣含最高的環(huán)境中，可引起目澀流淚，嚴重時雙目失明。 肉牛 糞便厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量的氮氣和硫化氫等臭味氣體，若未及時凈化，將會使臭味成倍增加，產(chǎn)生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚等多種低級脂肪酸等有惡臭的氣體，造成空氣中含氧 量相對下降，污濁度升高，輕則降低空氣質(zhì)量、產(chǎn)生異味妨礙人畜健康；重則引起呼吸道系統(tǒng)的疾病，甚至造成人畜死亡。 （二） 、 國內(nèi)外 規(guī)?；馀黾S便 處理方式 研究 縱觀國內(nèi)外，隨著畜牧業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進一步調(diào)整和優(yōu)化，人們生活水平的不斷提高，以及對膳食結(jié)構(gòu)改善的迫切需求，牛肉的消費量在急劇增加，國際牛肉市場也越發(fā)活躍。隨之而來的肉牛養(yǎng)殖業(yè)的糞便污染治理便成了一大難題，也是一項系統(tǒng)工程，過高的處理成本將成為各肉牛養(yǎng)殖場沉重的經(jīng)濟負擔。為了節(jié)約成本、減少牛糞污染和使其資源化，并維持畜牧養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)外的肉牛養(yǎng)殖 場對牛糞的處理方式進行了各種嘗試。 1． 國外處理糞污的 研究概述 自上世紀 90年代，國外對肉牛糞便污染的嚴重性與危害性就有了深刻的認識。美國聯(lián)邦水污染法中的規(guī)定側(cè)重于對于畜禽場建設管理規(guī)定，超過一定規(guī)模的畜禽場，建場必須 得到有關(guān)部門的批準許可后，才能建場。并且十分注重肉牛糞便的再開發(fā)與利用。在美國，肉牛養(yǎng)殖場甚至利用肉牛的糞污自行發(fā)電，供自己生產(chǎn)生活使用。日本采用立法嚴防肉牛糞便污染。先后制定了七個畜禽糞污處理與管理相關(guān)的法律法規(guī)，用“畜產(chǎn)公害”精確概括了肉牛糞便污染的危害性。這些法律法規(guī)比較有效與有名的有 ：《廢棄物處理與清除法》、《惡臭防止法》和《防止水污染法》。日本明文規(guī)定：在城市規(guī)劃地區(qū)，畜禽 的 糞便必須經(jīng)過 一系列的 處理。 一個牛超過 800肉的養(yǎng)殖場排出的污水必須符合相關(guān)法律的規(guī)定。 歐洲的荷蘭南部、比利時、德國西部的下薩克森州、丹麥、法國的布列塔尼亞等畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達的地區(qū)也都為畜禽糞尿與廢水造成的嚴重環(huán)境危害而困擾，因此紛紛通過法律及環(huán)境管理措施加強對畜禽養(yǎng)殖場糞尿及廢水的處理、處置與綜合利用。丹麥為了減少糞便污染，規(guī)定根據(jù)每公頃土地可容納的糞便量，確定畜禽最高密度指標 。施入裸露土地的糞必須在施用后 12 小時內(nèi)犁入土壤中，在凍土或被雪覆蓋的土地上不得施用糞便 。每個農(nóng)場的貯糞能力要達到貯納 9 個月的產(chǎn)糞量 [7]。荷蘭畜牧業(yè)高度密集，全國每年約有 1/6 的畜禽糞過剩。為了防止畜禽糞便污染， 1971 年立法規(guī)定，直接將糞便排到地表水中為非法行為。 總之，國外的牛糞污染治理就是合理搭配生產(chǎn)布局，應用先進的科學技術(shù)和良好的管理體制，政府進行監(jiān)督和管理。同時明確畜禽養(yǎng)殖業(yè)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分，養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展離不開種植業(yè)，種植業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)提供飼料，養(yǎng)殖業(yè)為種植業(yè)提供充足的有機肥料的觀念。將糞尿處理后，制成的有機肥料用于 農(nóng)田改善土壤質(zhì)量，產(chǎn)生的沼氣用于生產(chǎn)、生活的能量需要。從而達到糞污的綜合利用，使其減量化、無害化、資源化、生態(tài)化，盡量實現(xiàn)零排放，真正地解決規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染難題。 2. 國內(nèi)處理糞污的研究概述 我國 20世紀 50年代所建的養(yǎng)殖場大都遠離城鎮(zhèn)和村莊，并有河流樹林等天然屏障或挖掘了防疫溝。由于畜禽養(yǎng)殖場數(shù)量較少，規(guī)模較小，所以糞尿可及時施于農(nóng)田，對環(huán)境污染小。到了 20世紀 80年代，為響應國家號召，各大城市郊區(qū)興建了大量規(guī)?；B(yǎng)殖場，畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的污染日益突出，引起一些高校、科研院所和政府的關(guān)注和重視，并開 展了一系列研究。國家環(huán)境保護總局自然生態(tài)保護司李遠先生認為，應從實際出發(fā)，借鑒國外經(jīng)驗，以保護和改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境為目的，以廢棄物資源化和綜合利用為根本，以環(huán)境容量為基準，以“目標責任制”為龍頭，以減量化、資源化、無害化及實用、廉價為原則，合理規(guī)劃、防治結(jié)合、強化管理，走具有中國特色的畜禽養(yǎng)殖污染防治道路。 (1)糞污處理技術(shù)和模式： 徐應明綜合國內(nèi)外對畜禽排放污水所采用的治理技術(shù)、達到的各項指標及中國目前的經(jīng)濟狀況、技術(shù)條件，提出了畜禽養(yǎng)殖行業(yè)排放污水的生化指標值、衛(wèi)生指數(shù)和惡臭標準；張忠祥提出的技術(shù)控制 措施為運用生物技術(shù)與生物工程綜合利用排泄物，使之厭氧發(fā)酵，利用沼液、沼渣和沼氣，形成畜禽養(yǎng)殖與農(nóng)業(yè)種植與副漁業(yè)緊密結(jié)合的物質(zhì)內(nèi)在循環(huán)的模式；楊修在對種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)做出投入一產(chǎn)出分析的基礎上，建立種養(yǎng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)模式；石軍 (2022)通過營養(yǎng)調(diào)控的手段從源頭控制和調(diào)節(jié)動物的營養(yǎng)代謝，減少污染物的排放；李建華 (2022)提出清潔生產(chǎn)是解決畜禽污染的有效途徑；王凱軍 (2022)分析總結(jié)了國內(nèi)外的糞污處理技術(shù)、設備和模式，例如能源環(huán)保模式、生態(tài)工程模式等。昝林森 (2022)利用蚯蚓生物處理方法，同自然堆肥作對比試驗，研 究了兩種處理對畜禽糞便氨氣產(chǎn)量的影響，經(jīng)蚯