減少豬場糞水污染保證養殖業可持續發展

（哈爾濱中科生物工程有限公司  韓小米）

    豬的排泄物中主要有微生物、未被消化利用的氮、磷等有機物及各種超量添加于飼料中的礦物元素及藥物，本文對規模化豬場糞尿對環境可能造成的污染及減少污染的措施進行了綜述。   
    由于規模養豬帶來的環境污染問題日益突出，已成為世界性公害，不少國家已采取立法措施，限制畜牧生產對環境的污染。為了從根本上治理畜牧業的污染問題，保證畜牧業的可持續發展，許多國家和地區在這方面已進行了大量的基礎研究，取得了階段性成果。本文對養豬場環境污染情況進行評估分，結合國內外有關科技成果，提出改善養殖場污染的措施，為促進養殖業持續、健康發展提供參考。 
    １ 養殖場糞尿對生態環境的污染 
    1．1 養殖場的排污量 
    一般情況下，l頭育肥豬從出生到出欄，排糞量850～1050kg，排尿1200～1300kg。1個萬頭豬場每年排放純糞尿3萬t，再加上集約化生產的沖洗水，每年可排放糞尿及污水6～7萬t。目前全國約有5000頭以上的養豬場1500多家，根據這些規模化養殖場的年出欄量計算，其全年糞尿及污水總量超過1億t。全國僅有少數豬養殖場建造了能源環境工程，對糞污進行處理和綜合利用。以對豬場糞水污染處理力度較大的北京、上海和深圳為例，采用工程措施處理的糞水只占各自排放量的5％左右。由于糞水污染問題沒有得到有效解決，大部分的規模化養豬場周圍臭氣沖天、蚊蠅成群，地下水硝酸鹽含量嚴重超標，少數地區傳染病與寄生蟲病流行，嚴重影響了養豬業的可持續發展。 
    1.2 豬場排泄物中的主要成分 
    豬糞污中含有大量的氮、磷、微生物和藥物以及飼料添加劑的殘留物，它們是污染土壤、水源的主要有害成分。l頭育肥豬平均每1d產生的廢物為5．46L，l年排泄的總氮量達9．534kg，磷達6．5kg。l個萬頭豬場年可排放100～161t的氮和20～33t的磷，并且每1g豬糞污中還含有83萬個大腸桿菌、69萬個腸球菌以及一定量的寄生蟲卵等。大量有機物的排放使豬場污物中的BOD（生化需氧量）和COD（化學需氧量）值急劇上升。據報道，某些地區豬場的BOD高達1000～3000（mg/L），COD高達2000～3000（mg／L），嚴重超出國家規定的污水排放標準（BOD6～80，COD150～200）.此外，在生產中用于治療和預防疾病的藥物殘留、為提高豬生長速度而使用的微量元素添加劑的超量部分也隨豬糞尿排出體外；規模化豬場用于清洗消毒的化學消毒劑則直接進人污水。上述各種有害物質，如果得不到有效處理，便會對土壤和水源構成嚴重的污染。　 
    豬場所產生的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、二氧化碳、酚、吲哚、糞臭素。甲烷和硫酸類等，也是對豬場自身環境和周圍空氣造成污染的主要成分。 
    1．3 豬場排泄物的主要危害 
    1．3．l 土壤的營養富積 
    豬飼料中通常含有較高劑量的微量元素，經消化吸收后多余的隨排泄物排出體外。豬糞便作為有機肥料播撒到農田中去，長期下去，將導致磷、銅、鋅及其它微量元素在環境中的富積，從而對農作物產生毒害作用，嚴重影響作物的生長發育，使作物減產。如以前流行在豬日糧中添加高劑量的銅和鋅，可以提高豬的飼料利用率和促進豬的生長發育，此方法曾風靡一時，引起養殖戶和飼料生產者的極大興趣。然而，高劑量的銅和鋅的添加會使豬的肌肉和肝臟中銅的積蓄量明顯上升，更為嚴重的是還會顯著增加排泄物中銅、鋅含量，引起土壤的營養累積，造成環境的污染。 
    1．3．2 水體污染 
    在谷物飼料、谷物副產品和油餅中約有60％～75％的磷以植酸磷形式存在。由于豬體內缺乏有效利用磷的植酸酶以及對飼料中的蛋白質的利用率有限，導致飼料中大部分的氮和磷由糞尿排出體外。試驗表明豬飼料中氮的消化率為75％～80％，沉積率為20％～50％；對磷的消化率為20％～70％，沉積率為20％～60％。未經處理的糞尿。一部分氮揮發到大氣中增加了大氣中的氛含量，嚴重時構成酸雨，危害農作物；其余的大部分則被氧化成硝酸鹽滲入地下或隨地表水流入江河，造成更為廣泛的污染，致使公共水系中的硝酸鹽含量嚴重超標，河流嚴重污染。磷滲入地下或排入江河，可嚴重污染水質，造成江河池塘的藻類和浮游生物大量繁殖，產生多種有害物質，進一步危害環境。 
    1．3.3 空氣污染 
    由于集約化養豬高密度飼養，豬舍內潮濕，糞尿及呼出的二氧化碳等激發出惡臭，其臭味成分多達168種，這些有害氣體不但對豬的生長發育造成危害，而且排放到大氣中會危害人類的健康，加劇空氣污染以致與地球溫室效應都有密切關系。 
    2 解決豬場污染的主要途徑 
    為了解決豬排泄物對環境的污染及惡臭問題、長期以來，世界各國科學家曾研究了許多處理技術和方法，如：糞便的干處理、堆肥處理、固液分離處理。飼料化處理、佛石吸附惡臭氣等處理技術以及干燥法、熱噴法和沼氣法處理等等，這些技術在治理豬糞尿污染上雖然都有一定效果，但一般尚需要較高的投入到目前為止，還沒有一種單一處理方法就能達到人們所要求的理想效果。因此，必須通過多種措施，實行多層次。多環節的綜合治理，采取標本兼治的原則，才能有效地控制和改善養豬生產的環境污染問題。 
    2.1 合理規劃，科學選址，按照可持續發展戰略確定養殖規模與布局 
    2．1．l 合理規劃，科學選址 
    集約化規模化養豬場對環境污染的核心問題有兩個，一個是豬糞尿的污染，另一個是空氣的污染。合理規劃，科學選址是保證豬場安全生產和控制污染的重要條件。在規劃上，豬場應當建到遠離城市、工業區、游覽區和人口密集區的遠郊農業生產腹地。在選址上，豬場要遠離村莊并與主要交通干道保持一定距離，有些國家明確規定，豬場應距居民區2km以上；避開地下生活水源及主要河道；場址要保持一定的坡度，排水良好；距離農田、果園、菜地、林地或魚池較近，便于糞污及時利用。 
    2．1．2 根據周圍農田對污水的消納能力，確定養殖規模 
    發展畜牧業生產一定要符合客觀實際，在考慮近期經濟利益的同時，還要著眼于長遠利益。要根據當地環境容量和載畜量，按可持步發展戰略確定適宜的生產規模，切忌盲目追求規模，貪大求洋，造成先污染再治理的勞民傷財的被動局面。目前，豬場糞污直接用于農田，實現農業良性循環是一種符合我國國情的最為經濟有效的途徑。這就要求豬場的建設規模要與周圍農田的糞污消納能力相適應，按一般施肥量（每667m2每茬10kg氮和磷）計算，一個萬頭豬場年排出的氮和磷，需至少333．33公頃年種兩茬作物的農田進行消納，如果是種植牧草和蔬菜，多次對割，消納的糞污量可成倍增加。因此牧場之間的距離，要按照消納糞污的土地面積和種植的品種來確定和布局。此外，豬場糞水與養魚生產結合，綜合利用，也可收到良好效果。通過農牧結合、種養結合和牧漁結合，可以實現良性循環。 
    2.1．3 增強環保意識，科學設計，減少污水的排放 
    在現代化豬場建設中，一定要把環保工作放在重要的位置，既要考慮先進的生產工藝，又要按照環保要求，建立糞污處理設施。國內外對于大中型豬場糞污處理的方法，基本有二：一是綜合利用，二是污水達標排放。對于有種植業和養殖業的農場、村莊和廣闊土地的單位，采用“綜合利用’”的方法是可行的，也是生物質能多層次利用、建設生態農業和保證農業可持續發展的好途徑：否則，只有采用“污水達標排放”的方法、才能確保養豬業長期穩定的生存與發展。 
    大中型豬場一定要把污水處理系統納入設計規劃，在建場時一并實施，保證一定量的糞污存放能力，并且有防滲設施。在生產工藝上，既要采用世界上先進的飼養管理技術，又要根據國情因地制宜，比如在我國，勞動力資源比較豐富，而水資源相對反乏，在規模豬場建設上可按照糞水分離工藝進行設計，將豬糞便單獨收集，不采用水沖式生產工藝，盡量減少沖洗用水，繼而減少污水的排放總量。 
    如深圳市農牧公司采用生物學和生態學方法，對年產20000頭豬的規模化豬場排放的污水先經上流式厭氧污泥過濾器處理，然后進人生物氧化塘。魚塘及土地處理系統，使排放的污水達到國家污水排放標準，建立起豬、魚、農果、牧草的農業生態的良性循環。 
    2．2 減少豬場排污量的營養措施 
    畜牧業的污染主要來自于豬的糞、尿和臭氣以及動物機體內有害物質的殘留，究其根源來自于飼料。因此近年來，國內外在生態飼料方面做了大量研究工作，以期最大限度地發揮豬的生產性能，并同時將畜牧業的污染減小到最低限度，實現畜牧業的可持續發展。令人欣慰的是，在這方面我國已取得了階段性的成果。 
    2．2．l 添加合成氨基酸，減少氮的排泄量 
    按“理想蛋白質”模式，以可消化氨基酸為基礎，采用合成賴基酸。蛋氨酸、色氨酸和蘇氨酸來進行氨基酸營養上的平衡，代替一定量的天然蛋白質，可使豬糞尿中氛的排出減少50％左右。有試驗證明：豬飼料的利用率提高0．l％，養分的排泄量可下降3。3％；選擇消化率高的日糧可減少營養物質排泄5％；豬日糧中的粗蛋白每降低1％，氮和氨氣的排泄量分別降低9％和8．6％，如果將日糧粗蛋白質含量由18％降低到15％，即可將氮的排泄量降低25％。歐洲飼料添加劑基金會指出，降低飼料中粗蛋白質含量而添加合成氨基酸可使氮的排出量減少20％～25％。除此之外，也可添加一定量的益生素，通過調節胃腸道內的微生物群落，促進有益自仿生長繁殖，對提禽飼料的利用率作用明顯，可降低氮的排泄量29％～25％。 
    2．2．2 添加植酸酶，減少磷的排泄量
    豬排出的磷主要因為植物來源的飼料中2／3的磷是以植酸磷和磷酸鹽的形式存在的，由于豬體內缺乏能有效利用植酸磷的各種酶，因此，植酸磷在體內幾乎完全不被吸收，所以必須添加大量的無機磷，以滿足豬生長所需。未被消化利用的磷則通過糞尿排出體外，嚴重污染了環境。而當飼料中添加植酸酶時，植酸磷可被水解為游離的正磷酸和肌醇，從而被吸收。 
    以有效磷為基礎配置日糧或者選擇有效磷含量高的原料，可以降低磷的排出，豬日糧中每降低0．05％的有效磷，磷的排泄量可降低8％；通過添加植酸酶等酶制劑提高谷物和油料作物餅粕中植酸磷的利用效率，也可減少磷的排泄量。有試驗表明，在豬日糧中使用200～1000單位的植酸酶可以減少磷的排出量 25％～50％，這被看作是降低磷排泄量的最有效的方法。 
    2．2.3 合理有效地使用飼料添加劑，減少微量元素污染 
    除氮和磷的污染外，一些飼料添加劑的不合理利用特別是超量使用也對豬安全生產和環境污染構成極大威脅，如：具有促進生長作用的高銅制劑和砷制劑等。 
    在豬的飼養標準中規定，每1kg飼糧中銅含量為4×l0-6×10-6，而在實際應用中為追求高增重，銅的含量高達150×10-6～200×10-6，有的養豬場面（戶）以豬糞便顏色是否發黑來判定飼料好壞，而一些飼料生產廠家為迎合這種心態，也在飼料中添加高鋼。試驗表明，在飼糧中添加150×10-6～200×10-6銅對仔豬生長效果顯著，對中豬仍有較好效果，而在大豬則沒有明顯效果。銅對豬前期的促生長作用是肯定的。但如果超量使用，卻會對環境污染和人畜安全帶來嚴重后果，超劑量的銅很容易在豬肝、緊中富集。給人畜健康帶來直接危害。仔豬和生長豬對銅的消化率分別只有18％～25％和10％～20％，可見，大量的銅會隨糞便排出體外。因此，在豬飼糧中，除在生長前或適當增加鋼的含量外，在生長后期按飼養標準添加鋼即可保證豬的正常生長，議減少對環境的污染。 
    砷的污染也不容忽視，據張子儀研究員按照美國FAD允許使用的砷制劑用量測算，一個萬頭豬場連續使用含砷制劑的藥物添加劑，如果不采取相應措施處理糞便，5～8年后可向豬場周圍排放出近1000kg的砷。 
    2.2.4 使用乳酸菌，減少臭氣和有害氣的污染 
    活性乳酸菌，它生存的主要營養物質主要有兩種，其中一種是氨氣中的游離氮，這樣就可以有效分解氨氣，因而能有效地控制臭味，同時也降低了有害氣體的污染。另據報道，在日糧中加活性碳、沙皂素等除臭劑，可明顯減少糞中硫化氫等到臭氣的產生，減少糞中氨氣量40％～50％。因此使用活性乳酸菌是配制生態飼料必需的添加劑之一。

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