畜禽排泄物与环境保护

摘要：在畜牧业迅速发展的今天，如何控制和消除畜牧业的环境污染已成为环保事业和畜牧业生产面临的重要课题。本文在分析畜禽排泄物对环境影响的基础上，对饲料处理及排泄物处理等一系列减少环境污染的措施做了介绍。

关键词：畜禽排泄物；环境保护

随着人们环保意识的增强，畜牧业生产过程中产生的排泄物对环境的污染问题日益受到人们的重视。由于畜牧业生产逐渐由分散经营转为集约经营；饲养量的不断增加以及兽药、饲料添加剂的使用不当，都加剧了畜禽生命活动产生的排泄物对环境造成的污染。在人们对环境质量要求迅速提高的今天，如何解决畜牧业发展与环境保护的关系，成为亟待解决的问题。

1 畜禽排泄物与环境

全世界家畜数量有39亿，每年排粪量近5亿t，而鸡粪更高达460亿t。在中国，生猪、家禽年产粪便总量达5.8亿t，粪水年排放总量高达60亿t。据测定，成年猪每日粪尿中的生化需氧含量(bod)是人类的13倍。如此大量需氧腐败有机物不经处理流入水体，会造成严重的环境污染，并会造成水里氧含量下降以及水中硝酸根离子的增加。美国在饮用水的标准中指出，每升水中硝酸根离子不应超过10 mg，超过此量对婴儿的健康有害。幼龄畜禽饮用含高浓度硝酸根的水同样会产生不良后果。有资料显示，每升水中硝酸根含量在20～40 mg/l时，对幼龄畜禽健康有影响，而在高蛋白质日粮的情况下，后果会更加严重。同时，畜禽排泄物中还带有生产过程中大量使用的促长剂—金属化合物以及细菌、病毒、其它微生物等，当排出体外，进入水源和土壤，也会对人类以及畜禽本身造成危害。

畜禽排泄过程以及粪便分解时产生的气体也是环境污染源之一。据tomminga等分析(1992)，畜禽排泄物中有十几种是恶臭味的主要来源，对人类及畜禽自身的健康会产生不良影响。其中如甲烷、氧气、硫化氢、甲醇等气体会对呼吸系统、皮肤、眼睛等有不同程度的刺激和损害。

因为氮和磷这两种元素有可能渗入土壤和地表水中，对环境造成污染，所以当人们通过生产系统管理来减少营养物排泄进行环境调控时，氮和磷倍受重视。使粪中氮排出量增加的主要因素是饲料中抗营养因子如植物凝集素、单宁和各种纤维的存在。同时，饲料中蛋白质部分未被利用氨基酸也会被分解，其中的氮以尿素或尿酸的形式随尿排出。而作为动物饲料营养元素之一的磷主要以植酸磷的形式存在于植物性饲料中，植酸磷很难被动物利用，大部分被排出体外，对环境造成污染。

2 饲料处理与饲养

畜禽排泄物中的营养元素主要来自于饲料，通过营养学技术，提高畜禽的饲料转化效率，减少排污(粪尿)，已成为当前饲养学及营养学研究的一个热点。通过补充合成氨基酸，降低日粮蛋白质，能使氮的排出量显著减少。在日粮中添加植酸酶可提高磷的利用率，减少日粮磷的添加量，从而降低磷的排出。此外，抗生素、益生素、单细胞蛋白和酵母、有机铬等在减少畜禽营养物质浪费方面也有一定作用。

2.1 添加饲用酶制剂 酶制剂通过补充动物体内消化酶的分泌不足或提供动物体内不存在的酶而提高了饲料的消化率。如baidoo等(1998)研究结果表明，在饲料中添加酶制剂可使仔猪对饲料的消化率提高10%，生长猪提高5.3%。外源酶制剂的添加增强了畜禽降解饲料的消化能力，从而提高饲料消化率，降低了不可消化的营养素的排出。

在饲料中添加植酸酶，可水解植酸盐，释放出无机磷盐为动物吸收利用，从而降低动物排泄物中磷的含量。kornegay(1996)估计使用200～1000个单位的植酸酶可以减少粪中磷排出量的25%～50%。日粮中添加植酸酶还能提高其它矿物元素的利用率，这是由于消除了植酸盐对锌、锰、铜、铁等元素的螯合作用。

2.2 添加合成氨基酸 影响日粮蛋白质利用的主要限制因素是氨基酸的平衡。但是植物性饲料很难提供动物需要的理想蛋白质。利用氨基酸平衡营养技术，可在日粮中添加合成氨基酸以降低粗蛋白质含量，减少畜禽排泄物中氮的排出量。最近研究结果表明，与20% cp的日粮相比，16% cp的仔猪日粮中添加赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸，氮的利用率可提高13%，氮排出量降低3%。与15% cp的日粮相比，生长猪11% cp的日粮中添加赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、氮的利用率可提高11%，氮排出量降低18%。添加氨基酸，在减少畜禽排泄物中氮排出量的同时，还可节省天然蛋白质饲料资源。

2.3 控制氨气水平 目前，控制畜禽排泄物中氨气水平的产品有丝兰提取物、沸石、钙化物等。丝兰属植物提取物的活性成分可以直接结合氨、硫化氢和甲基吲哚等有害气体，并可促进饲料分解，提高肠道的消化机能，促进营养成分的吸收，同时可以抑制微生物区系尿素酶的活性，从而抑制尿素的分解。cole等(1995)的试验结果表明，在饲料中添加丝兰提取物可减少动物排泄物中30%左右的氨气含量。

沸石是天然矿物除臭剂，其内部有许多孔穴，能产生极强的静电吸附力，具有离子交换性，可以交换吸附一些放射性元素和重金属元素，对畜禽消化道产生的nh3、h2s等有害气体

也有很强的吸附作用。在 mcgill大学进行的一项试验结果表明，在猪日粮中添加5%的沸石，可使排泄物中nh3含量下降21%。

日粮中添加硫酸钙、氯化钙和苯甲酸钙能降低粪便的ph值，从而减少氨气的挥发。

2.4 精确满足营养需要 随动物体重增加，维持需要减少，沉积内容改变(脂肪沉积增加，瘦肉组织沉积减少)，而且采食量增加，因而日粮所需营养浓度逐步降低。阶段饲养可以满足动物不同生长阶段的不同营养需要。避免出现营养过剩或不足。baidoo等(1995)报道，多阶段饲养可提高饲料转化率约7%。van der peetschwering等(1996)报道多阶段饲养，尿氮可降低14.7%。氨气排出量降低16.8%。

3 排泄物处理

畜禽排泄物的处理和利用，是当今世界各国的饲养业所面临的共同问题。虽然在这方面的研究已取得了很大的进展，但由于环境保护的要求日益严格，以及经济和能源条件的限制，排泄物处理问题仍未得到彻底解决。

3.1 粪便的生物处理 对畜禽粪便进行生物处理是比较有效的方法之一。它主要依靠微生物对畜禽粪便中有机物的降解作用，来降低畜禽粪便对环境的污染程度。生物处理主要包括厌氧生物处理和好氧生物处理。

通过厌氧生物处理，可大量除去可溶性有机物(去除率可达85%～90%)，而且可杀死传染性病菌，有利于防疫，这是物理处理方法如固液分离或沉淀等不可取代的。“七五”期间，中国农业工程设计院等单位对以畜禽粪便为原料的厌氧生物处理设备进行了一系列的研究，在提高沼气的同时，使化学需氧量(cod)的去除率达60%～75%。

好氧生物处理主要用于在畜禽粪便用于农田或排入河道之前的气味控制及降解cod。evans预测在特定的处理时间内，不同畜禽粪便废水处理后的浓度，一般经过3～4 d的连续好氧处理，减少cod 1/3以上。好氧生物处理比厌氧生物处理在气味与cod控制方面更为有效。但好氧生物处理却要比厌氧生物处理多消耗近10倍的电能，一次性投资虽可节省20%，但长期的运行费用却是极为昂贵的。

3.2 污水处理 对于畜牧场的污水排放，需严格控制其bod和cod的含量。如在英国，按照“皇家委员会标准”中的规定，直接排放的污水中，bod应低于20 mg/l，总悬浮固体物少于30 mg/l。污水的处理过程包括固液分离、沉淀池沉降、酸化调节池和厌氧池处理、预曝气池充氧，最后进入水生植物塘过滤吸咐，从而达到排放指标。在固液分离和沉降以后，近一半的cod可被去除。而水生植物塘对污水的深度处理十分有效，只要有足够的水面，可达到bod≤50 mg/l。若水面不够，也可作为好氧处理工艺的补充。

3.3 粪便利用多于 现在已有多项关于粪便利用的研究，包括单细胞蛋白质的提炼和新能源的开发。而鸡粪作为反刍动物的饲料添加剂也在许多国家得到广泛应用。但目前在中国，粪便作为肥料还田利用应是最有效的途径。在化肥应用造成的土壤板结等问题日趋严重的今天，利用畜禽粪便代替化肥是改善这一问题的出路之一。粪便还田利用既可有效地处理畜禽排泄物，又可使粪便中的营养物质在生态系统中循环利用。当然，由于目前饲料中营养元素的不充分利用以及饲料添加剂的不适当使用，都使粪便不能直接返还农田，否则会造成硝酸盐、磷和重金属的富积，并会对地下水造成污染。一般粪便都需经过物理、化学或生物处理后，才能还田使用。

在粪肥还田利用的时候，还需考虑土壤类型和不同植物不同时期的营养需求。应避免长期施用含磷、钾过多的粪肥，并尽量保证氮的施用不过量。在国外，已有一系列模型和相应的决策支持系统模拟植物生长过程中对各种营养成分的需求及畜禽粪便中各种氮在土壤中的转移过程。同时在评价畜禽排泄物作为肥料的施用对环境的影响和经济效果方面，畜禽排泄物管理项目也有应用。

4 减少污染的相关措施

建立健全的法规是改善动物排泄物污染情况的关键措施。这不仅包括制定具体的相关法规，还需确保有健全的行政措施以有效的实现这一法规。在法规中需明确限定饲料中添加剂的使用、畜禽排泄物的收集、存储、处理方法以及作为粪肥使用时，氮、磷、钾的使用总量。同时，对于畜牧场污水的排放，需要严格控制bod和cod的排放指标。

另外，建议在农区发展畜牧业，以减少城市畜牧业污染危机。尤其在交通运输方便、经济相对发达的地区，更应实现畜牧业从城市到农村的转移。同时，为解决污染等问题，可使蔬菜基地与畜牧生产联合发展，将畜禽粪便及时转移利用，使畜牧业走上生态农业的道路。

编辑：谢全明