【正文】 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。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(dān)。 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。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。而在無氧條件下 .化學(xué)反應(yīng)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。 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)。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(dāng)這些物質(zhì)在厭氧的環(huán)境條件下，可分解釋放出臭氣。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。 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(dǎo)致大面積傳染病的發(fā)生，對當(dāng)?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。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”。 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。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。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。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(dǎo)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。農(nóng)業(yè)科學(xué)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。 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。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。 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。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 。經(jīng)常施用糞肥也能提高土壤抗風(fēng)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。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 。另一個基本功能是可以分解有機物質(zhì)。畜禽糞便常包含有一些有毒金屬元素，如砷、鉆、銅、鐵等，長期施用可能導(dǎo)致這些元素在土壤中的積累，對植物生長產(chǎn)生潛在的危害作用。在某些情況下 (通常是鮮禽糞 )含有高濃度的氮能燒壞作物；大量地使用 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 H1，特別是在干燥氣候下危害更明顯。 畜禽排泄物中含有豐富的有機物和氮、磷、鉀等養(yǎng)分，同時富含作物所需的鈣、鎂、硫等多種礦物質(zhì)及微量元素，能滿足作物生長過程中對多種養(yǎng)分的需要，對提高土壤肥力、改良土壤性質(zhì)和增加作物產(chǎn)量都有很好的作用。據(jù)了解，目前許多大型肉牛養(yǎng)殖場處理糞污的主要方式是將其直接作為肥料施于農(nóng)田，集中于露天池或沖入池塘、水溝、江河，甚至直接堆放于田坎路邊，導(dǎo)致周圍大片農(nóng)田生態(tài)遭到嚴重破壞，田里已經(jīng)無法種植農(nóng)作物，并且雜草叢生，一片污濁，所以這些處理方式并不適于規(guī)?；B(yǎng)殖場 [i]。而且，畜禽糞便 COD 排放已達 7118 萬 t，大大超過工業(yè)廢 6邢為公 ， 戴 鋒 ， 蔡玉華 .論牛糞的綜合利用及其意義 [J]. 寧夏農(nóng)林科技 ， 寧夏環(huán)境保護局 ，2022， 06:88 水與生活污水的 COD 排放量之和。當(dāng)排入水體的糞便總量超過水體的自然凈化能力時，就會改變水體的物理、化學(xué)性質(zhì)和生物群落組成，使水質(zhì)變壞，并使原有用途受到影響，給人和動物的健康造成危害。此外，糞污中有機物的生物降解和水生生物的繁衍，可大量消耗水體溶解氧，使水體變黑發(fā)臭，導(dǎo)致水生生物死亡，從而發(fā)生水體富營養(yǎng)化 。 肉牛生產(chǎn)中高濃度、未經(jīng)處理的廢水和固體糞污被降水淋洗沖刷進入自然水體后，可使水中固體懸浮物、有機物和微生物含量升高，改變水體的物理、化學(xué)和生物群落組成，使水質(zhì)變壞。如果未經(jīng)任何處理排入環(huán)境，會使有機質(zhì)迅速分解消耗大量的溶解氧，藻類大量繁衍， SS、 COD、 BOD 提高，水體 呈現(xiàn) “ 富營養(yǎng)化 ”而變黑變臭 。 （一） 肉牛糞便的危害 1． 肉牛糞便會 污染水域的水質(zhì) 在一些大型養(yǎng)殖場，牛糞堆積如山，堆置的牛糞混和著糞尿或雨水、排放污水的地面徑流，造成地表水、地下水及土壤污染，排入附近江河，污染水體，導(dǎo)致河水變黑。 90 年代初期 ， 浙江 杭州灣水體 遭受嚴重的污染 ， 經(jīng)過仔細的研 究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此次污染的源頭就是由于禽畜糞便處理不當(dāng)導(dǎo)致的。 規(guī)?；?養(yǎng)牛場糞便的集中排放與亂堆濫放，會對地表和地下水等造成污染 ，給周邊 環(huán)境帶來危害，造成 肉牛 自身易滋生疾病 。 二、 肉牛糞便的 危害 和國內(nèi)外肉牛糞便處理研究概況 規(guī)模化 肉牛 養(yǎng)殖隨之而來的主要問題就是糞 便 處理。但農(nóng)牧分離導(dǎo)致肉牛糞便利用率低下，筆者建議我國應(yīng)推行肉牛糞尿的農(nóng)牧結(jié)合生態(tài)化處理利用模式。對污染嚴重效益低下的企業(yè)，進行行政制約，要求限期治理，加快肉牛糞便的能源轉(zhuǎn)化與環(huán)保工作的進行。最大限度的顯示牛糞的能量循環(huán)與物質(zhì)利用，在全國范圍內(nèi)推廣少污染、無污染、生態(tài)化的先進糞便處理技術(shù)。 肉牛糞便處理技術(shù) 肉牛糞便處理技術(shù)是加強環(huán)境污染防治工作基礎(chǔ)。 另一方面， 用有機微量元素取代 飼料中的 無機微量元素 、抗生素以及其他添加劑，并充分考慮微量元素含量對人類、環(huán)境的危害。它是肉牛排泄物污染環(huán)境的重要源頭。肉牛糞便的 貯存設(shè)施 應(yīng)遠離生活管理區(qū)域各種水體 (個人建 議 最小距離不得小于 500米 )且應(yīng)有防止糞便滲漏的功能，更應(yīng)建在常年 主導(dǎo)下風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向處 。 且禽畜養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展不穩(wěn)定，飼養(yǎng)者承擔(dān)市場風(fēng)險過高，難以承擔(dān)高昂的治污費，政法投入過少，資金短缺，肉牛糞污處理工作無法進行。 肉牛分散養(yǎng)殖，尤其是家庭飼養(yǎng)的規(guī)?；馀＞窒抻诮?jīng)濟與現(xiàn)實條件，不可能建立糞污處理設(shè)施。且大部分肉牛養(yǎng)殖場缺乏對肉牛糞便治理的思想認識，隨意直接向河流傾倒禽畜糞污。 3．肉牛糞便處理監(jiān)督缺乏力度 在我國，對于肉牛糞便處理的污染研究與重視程度遠遠不夠。 養(yǎng)殖場肉牛糞便處理技術(shù)落后 目前我國規(guī)模化肉牛養(yǎng)殖業(yè)對肉牛糞便的污染問題認識不足，且糞便處理及綜合利用的技術(shù)與設(shè)備落后。 具體引起肉牛生產(chǎn)污染的原因總結(jié)有如下幾點： 1．規(guī)?；馀鲆?guī)劃及管理不科學(xué) 大多數(shù)規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖場建設(shè)初期就未能 正確選址、規(guī)劃廠區(qū)以及安排糞污處理設(shè)施，對污染治理投入不足，重視不夠，甚至缺乏基本的處理工藝與技術(shù) 5 張文君，劉兆輝，江麗華，等．牛場有機廢棄物生物處理及有機無機復(fù)混肥生產(chǎn)技術(shù) [J]．天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022， 15(1)： 59— 61． 常識。在傳統(tǒng)的自然經(jīng)濟條件下，肉牛養(yǎng)殖規(guī)模小，其生產(chǎn)的少量的糞便可作為有機肥料及時使用。頭 產(chǎn)生量 /kg 在規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖場，目前牛糞并不能得到有效及時的清理，肉牛的糞便的生產(chǎn)量具體見表 3— 1而牛糞成分見表 3— 2 表 3— 1牛糞尿的產(chǎn)生量 Table3— 1 Generation of cattle dung per day 項目 排泄系數(shù) /kg 牛糞 中 85％是可以揮發(fā)的成分， 這些牛糞是此牛每天食用的飼料的兩倍。 肉牛牛糞的數(shù)量依據(jù)牛的品種，每日喂養(yǎng)的飼料與飲水?dāng)?shù)量不同，上下浮動 25％ 。 這些飼料絕大部分消化了，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榕＜S。根據(jù)此數(shù)據(jù)，可知我國肉牛 入胃的食物 幾乎 未經(jīng)消化吸收排出體外， 嚴重浪費了飼料而且加劇對環(huán)境的污染。 為計算更為精確和方便，筆者對上述數(shù)據(jù)進行了綜合分析，將數(shù)據(jù)取了平均值作為建議值，具體表現(xiàn)為下表 28： 表 28 肉牛 的糞尿排泄量 項目 糞尿日排泄量 kg/d 糞尿年排泄量 t/a 數(shù)據(jù) 1（偏最大值） 65 數(shù)據(jù) 2（偏最小值） 54 國家環(huán)?？偩? 建議值 伊利牧場 53 禽畜的種類和飼料是導(dǎo)致糞便排泄量與成分的最重要因素。 對以上的數(shù)據(jù)，表格的分析研究，可以看出 : 肉牛場的排泄物與肉牛的生理狀態(tài)、品種、體重、飼料等因素有關(guān)。 表 26規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場污染物排放量的 估算 項目 養(yǎng)豬場 養(yǎng)雞場 養(yǎng)牛場 數(shù)量 200 頭 500 頭 2022 只 10000 只 40 頭 100 頭 每日固體廢物產(chǎn)生量 /t 表 27 華東師范大學(xué) 研究的 畜禽污染物年排泄系數(shù) /[kg/（頭 a） ] 畜禽名稱 糞便 BOD5 CODcr NH3N 牛 14600 292 73 豬 1080 36 雞 注：豬生長期按 180d，肉雞按 55d 計。只） 肉雞 （ kg/d只） 羊 （ kg/d只） 哺乳母豬 （ kg/d d） ] 畜禽名稱 糞 尿 BOD5 CODcr NH3N 肉牛 25 10 4[34] 張克強，高懷友 .畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物處理與處置 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2022，26~2 肉豬 3 3 肉雞 — 學(xué)者 黃炎坤對養(yǎng)殖場畜禽糞便排放量集約化生產(chǎn)條件下，養(yǎng)殖場的糞便及其中污染物排放量做了估算 ，如下表 24所示。 a） ] 畜禽名稱 糞 尿 BOD5 CODcr NH3N TP TN 牛 豬 羊 — 家禽 — 注：家禽糞為鴨 、雞 糞的平均值。 d） ] 畜禽 名 排放 數(shù) 量 [L/（頭 見表 21~26。我國 目前尚沒有國家權(quán)威部門發(fā)布的整套的肉牛場糞便排泄系數(shù)，研究和設(shè)計人員 引用的系數(shù)出處也不盡相同， 這些 直接影響了后續(xù)工作的準確性。排泄系數(shù)實質(zhì)是指動物單位時間內(nèi)產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量。 下面對肉牛的糞便排放量與其他禽畜糞便排放量狀況進行定性定量的對比分析。 規(guī)模化肉牛養(yǎng)殖