范建華 李尚民 胡艷
摘要闡述了當前我國養(yǎng)禽業(yè)糞污排放現(xiàn)狀,從對大氣、水體和土壤的污染3個方面,分析了糞污外排對環(huán)境的影響,并介紹了我國家禽糞污主要治理技術,包括無害化處理技術、資源化利用技術。最后提出了我國家禽業(yè)糞污治理的幾點建議,包括政府實施糞污治理政策要松緊有度,循序漸進;完善建立宏觀、整體且行之有效的糞污綜合治理措施;堅決執(zhí)行種養(yǎng)結合的糞污消納可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
關鍵詞家禽;糞污排放;糞污治理;資源化利用
中圖分類號X713文獻標識碼
A文章編號0517-6611(2017)30-0064-03
AbstractThe poultry manure emission status of China was elaborated from the 3 aspects of the atmosphere,water and soil pollution,the influence of the outside environment on the environment was analyzed,and the main treatment techniques of poultry manure in China were introduced,including harmless treatment technology and resource utilization technology.Governance suggestion of poultry industry manure was put forward,including the implementation of government waste treatment policy to a degree of tightness,step by step; establishing comprehensive control measures to improve sewage overall and effective; resolutely implement the strategy of sustainable development of farming manure consumptive combination.
Key wordsPoultry;Manure emissions;Manure countermeasure;Resource utilization
隨著我國養(yǎng)禽業(yè)的快速發(fā)展和農村產業(yè)結構的轉變及務工方式調整,家禽的糞污排放和實際消納出現(xiàn)了嚴重矛盾,加劇了糞便對環(huán)境的污染,引起了全社會關注。針對我國當前復雜的養(yǎng)殖國情,積極探索和研究科學合理的糞污治理對策,確保家禽業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展已迫在眉睫。筆者綜述了我國現(xiàn)階段家禽糞污排放現(xiàn)狀、危害,提出了當前在家禽糞污治理過程中可能面臨的困難和建議,以期為今后進一步合理制訂家禽糞污治理方案和盡快實施可資源化利用提供參考。
1當前我國養(yǎng)禽業(yè)糞污排放現(xiàn)狀
我國養(yǎng)禽業(yè)是一個涉及4 000余萬養(yǎng)殖場(戶)和7 000余萬從業(yè)人員,關乎1.3億人生計的民生行業(yè),在滿足居民日常動物蛋白,保證主要禽產品穩(wěn)定供給,促進農民增收,以及參與國際競爭等方面,都發(fā)揮著極其重要的作用。改革開放以來,我國的養(yǎng)禽業(yè)取得了舉世矚目的成就,無論從養(yǎng)殖規(guī)模、數量還是技術水平,都有了很大提高。
然而,家禽業(yè)在集約化、現(xiàn)代化迅猛推進的同時,農村的產業(yè)結構和務農方式也發(fā)生了重大轉變,使得養(yǎng)禽業(yè)的發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾日益凸顯[1-2]。特別是現(xiàn)階段農業(yè)耕作施用的肥料被無機化肥主導替代以后,給家禽糞便的還田增加了極大難度,從而也引發(fā)了許多環(huán)境污染問題[3]。根據中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所出版的《畜禽產排污系數手冊》[4]給出的排污參考計算公式[M=cQT/1 000,式中,M為年糞便產生量(萬t);c為排泄系數;Q為出欄量(萬只);T為飼養(yǎng)周期天數(d)]和中國畜牧獸醫(yī)協(xié)會2014年的中國禽業(yè)發(fā)展報告提供的家禽存、出欄量數據(表1)估算,2014年我國肉雞的全年排糞量約8.17億t,鴿子和鵪鶉等特禽較低,僅2.03億t(圖1)。
2糞污外排對環(huán)境的影響
據統(tǒng)計,2014年我國家禽排糞量約為25.43億t(圖1),如果再加上未納入畜牧獸醫(yī)協(xié)會調查報告內的其他小型養(yǎng)殖公司和豬、馬、牛、羊等糞便排污系數更大的家畜,數據將更為驚人。有報道稱[5],目前我國畜禽糞便的產生量已超過工業(yè)固體廢棄物,成為當前環(huán)境治理的主要負擔。大量畜禽糞污若不能實現(xiàn)資源化綜合利用,及時還田消納,將會給生態(tài)環(huán)境帶來嚴重污染。
2.1對大氣的污染
家禽糞便長期堆積,發(fā)酵后會產生大量的氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)、甲烷(CH4)、非甲烷烴化合物(NMHCs)和揮發(fā)性硫化物[6]等有害氣體,多達數十種。根據2006年發(fā)表的《牲畜的巨大陰影:環(huán)境問題與選擇》報告數據統(tǒng)計,10只雞排放的有害氣體量相當于7個人,以2014年存欄的11.7億只商品代估算,相當于8.19億人的有害氣體排放。
大量有害氣體排放到環(huán)境中,不僅對養(yǎng)禽業(yè)從業(yè)者、家禽本身和周圍居民的身體健康造成傷害,還對全球空氣質量造成影響[7-8]。這些有害氣體隨著環(huán)境濃度的升高,是造成惡臭的主要原因;而且大部分氣體都具有毒性,是造成家禽體質變弱,抗病力下降,誘發(fā)胃腸炎、氣管炎、支氣管炎及結膜炎等多種疾?。桓邼舛鹊挠泻怏w還可導致家禽呼吸中樞麻痹,窒息死亡;長期處于有害氣體中的從業(yè)人員和居民,也會出現(xiàn)咳嗽、氣管炎和支氣管炎等不良反應;同時有害氣體也是某些疾病氣溶膠傳播的媒介;有害氣體突破大氣層,也會對全球氣候變暖產生一定影響。2009年丹麥哥本哈根召開的世界氣候大會強調指出,畜禽糞便排放的有害氣體,在全球氣候變化中起重要作用,已成為全球變暖的主要因素之一。
2.2對水體的污染
養(yǎng)殖場的糞污未經過處理,直接排放進入開放水體中。糞污中富含氮、磷及其他有害物質(表2),極易造成水體富營養(yǎng)化,使藻類大量繁殖,極大地降低了水中的溶解氧含量,導致魚類死亡。另外,糞尿中含有的部分病原微生物,本身就對水體中水生生物致病。高濃度的污水排放入河,長期會造成水質惡化,有些甚至會威脅到居民飲用水源。
2.3對土壤的污染
隨著飼料工業(yè)的發(fā)展,飼料中會添加大量的Cu、Zn、Cr、Fe等多種重金屬元素[8]。據不完全調查,家禽飼料中Cu的添加量最高可達數百毫克,Zn的添加量最高約達數千毫克。數據還顯示,全國每年使用的重金屬元素有15萬~18萬t,而約有10萬t是未被吸收利用的,隨糞便排放到環(huán)境中。
大量重金屬一旦富集于土壤,超出土壤環(huán)境容量和消納時,就會導致土壤硬化。另外,糞便還含有大量的病原微生物和寄生蟲蟲卵,如不及時進行無害化處理,還會造成病原微生物的散播,威脅周邊養(yǎng)殖場,甚至還會引起人畜共患病的發(fā)生。
3現(xiàn)階段我國家禽糞污主要治理措施
有關家禽糞污治理方法,國外最早起始于20世紀40年代,我國相對滯后。經過幾十年的發(fā)展,目前治理的技術和手段都相對成熟,畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞污處理主推4種模式[9],即種養(yǎng)結合模式、清潔回用模式、達標排放模式和集中處理模式。由于養(yǎng)禽業(yè)的污水量相對較少,因此對于糞污的處理主要依靠種養(yǎng)結合和集中處理模式。但不管采用何種模式,實施的核心技術主要還是無害化處理技術和資源化利用2個環(huán)節(jié)。
3.1無害化處理技術
由于家禽沒有咀齒,腸道較短,而且消化腺分泌又不旺盛,因此幾乎70%的飼料未經消化就隨排出,使得糞便中含有大量氮、磷等污染物,若不及時處理,將對環(huán)境造成嚴重污染。
無害化處理技術早期是采用自然堆肥發(fā)酵法和太陽能大棚發(fā)酵法。自然堆肥發(fā)酵法,是將糞便自然堆放在露天廣場上,使其自然發(fā)酵。這種方法最早使用,措施簡單,投資少,但占地面積大,周期長,對環(huán)境有一定污染,適用于飼養(yǎng)規(guī)模小、人口稀少的偏遠地區(qū);太陽能大棚發(fā)酵法,其方法是將糞便置于塑料大棚內,利用太陽能加快發(fā)酵速度。其優(yōu)點是投資少,運行成本低,但發(fā)酵時間相對較長。以上兩種糞污處理方法屬非主流技術,對病原微生物處理并非徹底,因此目前在養(yǎng)殖場較少施用。
隨著畜禽糞污處理技術和手段的發(fā)展升級,目前應用于家禽糞便無害化處理的方法,主要是厭氧發(fā)酵法、好氧發(fā)酵法、發(fā)酵床降解技術、利用舍內余熱烘干糞便制粒技術和高溫快速干燥法等。厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵盡管相對節(jié)能環(huán)保,也符合資源化循環(huán)利用的主流,但是發(fā)酵后的臭氣問題和下腳污水問題,仍難以完全解決;發(fā)酵床降解技術盡管能便利解決糞尿消納、除臭滅菌問題,但發(fā)酵后的產熱與育成和育肥期畜禽的生產需要還存在矛盾;利用舍內余熱糞便制粒技術必須有特殊的飼養(yǎng)設備條件配套,一般養(yǎng)殖場很難推廣實施;高溫快速干燥法,雖然能較好地殺滅病原,一次完成干燥,生產率高,可實現(xiàn)工業(yè)化生產,但設備投資大,能耗高,對原料的含水量有一定要求。
3.2資源化利用技術
3.2.1用作肥料。
家禽糞便中含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、礦物質及鈣、磷、鉀、氮等營養(yǎng)成分,是一種優(yōu)質的肥源,應用價值較高。因此,糞便通過無害化處理之后,通過一定處理措施,可以制成有機肥應用于種植業(yè),通過種養(yǎng)結合,進一步還田或還林等資源化利用,實現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán),減少化學肥料的施用,這對于保護環(huán)境及推動農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
目前國際、國內許多大型養(yǎng)殖公司均采用這種模式,既經濟,又實用。如比利時的Laviedor公司,將雞糞預處理中揮發(fā)的氨氣進行硫酸中和反應后,可制得無機肥硫酸氨,再進一步發(fā)酵處理,又可制得有機肥;巴西的BRF公司,將雞糞通過槽式發(fā)酵堆肥和無害化處理之后,可直接作為種植甘蔗的優(yōu)質肥料。
3.2.2用作飼料。
家禽糞便中含有的粗蛋白質、礦物質和粗脂肪等營養(yǎng)元素,不僅是優(yōu)質的肥源,還是良好的飼料源,若經去臭、除菌、消毒、脫水等加工處理后,可作為養(yǎng)殖業(yè)的飼料。
目前因受疫病的生物安全防范意識和家禽糞便的前處理成本影響,家禽糞便的飼料化應用模式僅限于水產養(yǎng)殖業(yè)。
3.2.3用作能源。
利用厭氧發(fā)酵技術,可將家禽糞便中大量有機物質進行發(fā)酵處理,轉化為二氧化碳和甲烷。甲烷是沼氣的主要成分,燃燒值較高。在家禽養(yǎng)殖場建立沼氣池,既可有效解決糞污治理問題,又是二次開發(fā)新能源。
通過厭氧發(fā)酵制沼氣的糞便處理模式目前在國內外非常流行。但該模式目前還難以全面推廣實施,受諸多條件因素限制,如北方氣候冬季寒冷,致使產沼氣量不足或不產氣[10];飼料中的重金屬,特別是高濃度的Cu易造成厭氧菌失活;另外處理后的沼渣或沼液難以消納,帶來二次污染問題。
4對我國家禽業(yè)糞污治理的幾點建議
有報道顯示,目前我國環(huán)境污染物的排放總量正處于歷史高位,特別是畜禽糞便的污染問題,已關系到全社會和人類的健康[11]。為此,習近平總書記和李克強總理在2015年“兩會”的政府工作報告上,對我國未來“十三五”環(huán)境污染治理問題都做出了重要批示,即新常態(tài)下的資源節(jié)約、環(huán)境友好型的人與自然和諧共生、和諧發(fā)展,才是現(xiàn)代化建設的新格局。
家禽業(yè)是環(huán)境污染的主要源頭之一。隨著家禽養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展,養(yǎng)殖排泄物及養(yǎng)殖場污水等對環(huán)境治理的壓力也越來越大。雖然目前已引起了國際、國內的重視,并有了許多糞污治理的先進經驗和方法可以借鑒,但整體在實際實施過程中,仍有很多舉措值得憂慮和推敲,還難以解決養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾。筆者對我國目前養(yǎng)禽業(yè)糞污治理現(xiàn)狀進行了認真梳理和總結,提出了以下幾點建議。
4.1政府實施糞污治理政策要松緊有度,循序漸進
我國是一個養(yǎng)殖國情特別復雜的國家。幾十年來,盡管養(yǎng)禽業(yè)在養(yǎng)殖技術水平、發(fā)展模式等方面取得了巨大突破,但現(xiàn)階段仍以5 000只以下中小型的零散規(guī)模為主,特別是水禽和特禽養(yǎng)殖。這部分養(yǎng)殖企業(yè)(戶)養(yǎng)殖技術水平相對起點較低,主要依靠所居住的村落和河塘等農村自然便利條件發(fā)展養(yǎng)殖,基礎力量薄弱,但在服務“三農”、創(chuàng)造勞動力就業(yè)和穩(wěn)定民生等方面也發(fā)揮著一定作用。這就給出一個提示,在短期內,政府完全按照《畜牧法》《土地法》《環(huán)保法》和《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》等要求,全面界定禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)以及養(yǎng)殖發(fā)展區(qū),強制執(zhí)行《畜禽糞污排放標準》,實施難度很大,不利于社會的和諧和穩(wěn)定。因此,筆者建議政府和環(huán)境主管部門在實施糞污治理及相關政策時,一定要循序漸進,松緊有度,以激勵政策為先導,逐步引導和鼓勵農民參與家禽糞污的治理和農村養(yǎng)殖環(huán)境保護的長遠規(guī)劃,如政府可以拿出一部分經費或通過組織建立社會公益基金的模式,根據養(yǎng)殖場具體糞污治理實施的優(yōu)劣,設置優(yōu)差等級,優(yōu)先銘牌或予以一定項目和經費扶持。
4.2完善建立宏觀、整體且行之有效的糞污綜合治理措施
近年來,隨著健康養(yǎng)殖技術和理念的大力宣傳與推廣,環(huán)境污染治理措施的優(yōu)化與應用,我國局部地區(qū)的家禽糞便污染問題得到了一定改善。但是,就整個養(yǎng)禽業(yè)來看,糞污治理仍缺乏一個宏觀、整體、有效的實施方案,因此應切實針對不同養(yǎng)殖企業(yè)類型、所在區(qū)域的自然氣候條件、養(yǎng)殖規(guī)模大小和基礎設施水平等諸多因素,采用不同的糞污治理措施,低成本投入,高效益地實現(xiàn)資源化利用。對于規(guī)模較大、條件較好的企業(yè),建議可以結合國家節(jié)能減排項目資金激勵機制,率先扶持、開發(fā)沼氣發(fā)電。對于沼氣發(fā)電,一定要切合實際生產和當地的區(qū)域優(yōu)勢,并結合農村積余秸稈,充分利用積余碳源,綜合研究制沼氣模式和能源化利用技術;對于零散養(yǎng)殖場(戶),可借鑒市場化運營模式,以經紀人形式,集中收納糞便,設置糞污集中區(qū),預處理后直接或間接還田、還林,或送沼氣發(fā)電場發(fā)電[12]。當然,國家在制定宏觀糞污治理政策之前,還需建立一個完善的監(jiān)管機制,防止項目投入和激勵資金空掛而不實。
安徽農業(yè)科學2017年
4.3堅決執(zhí)行種養(yǎng)結合的糞污消納可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略
目前多數業(yè)內專家認為,家禽糞便本身并非是導致養(yǎng)殖環(huán)境污染的真正元兇,現(xiàn)有的處理技術和手段都不成問題,關鍵是如何開發(fā)可資源化利用技術和手段,將糞污治理變?yōu)槠髽I(yè)的經濟增長點,種養(yǎng)結合,形成種養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[12]。這方面,歐美國家做得較好。日本、美國和巴西等國家,十分推崇農牧結合的發(fā)展模式,大部分農場都是農牧結合型的,養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)之間在飼草、飼料和肥料3個物質經濟體系方面相互促進、相互協(xié)調,養(yǎng)殖場的動物糞便或通過輸送管道,或直接干燥固化成有機肥還田、還場,既防止了環(huán)境污染,又提高了土壤的肥力。而我國現(xiàn)階段種植業(yè)與家禽養(yǎng)殖業(yè)銜接有太大誤差。一方面,家禽養(yǎng)殖量在不斷擴大,糞污排放量也在不斷上升;另一方面,許多農田、農牧種植公司又主要依托化肥,無糞可施,使得糞污的產出與消納出現(xiàn)了2個極端。因此,建議可將家禽糞便商品化,由政府或經紀人形式牽頭,架構一個養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)緊密鏈接、長效市場化需求機制。
我國養(yǎng)禽業(yè)發(fā)展至今,技術水平日趨成熟,基本滿足了人民日益增長的“菜籃子”需求,也確保了養(yǎng)殖戶“錢袋子”的穩(wěn)定。但現(xiàn)階段,最緊迫、突出的矛盾是解決家禽糞便對環(huán)境的污染問題。而家禽糞污的治理,就目前來來看,還不能直接給養(yǎng)殖企業(yè)帶來經濟效益,費時又費力。因此,家禽的糞污治理,應該是全社會公益性的事業(yè),長期而又艱巨,必須動員全社會和多渠道力量共同參與實施,才能確保我國養(yǎng)禽業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展,環(huán)境友好型生態(tài)和諧共生。
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