养殖臭气污染及综合治理探讨

2018-07-22李其松严建刚

畜牧业环境 2018年2期

黄健王胜李其松严建刚

（1.南京新九洲农牧科技有限公司; 2.江苏省农业委员会）

随着畜禽养殖企业环保意识增强和各级管理部门粪污治理监管力度的加大，粪便污水直排的问题基本得到了遏制，畜禽养殖臭气污染逐步成为养殖业关注的焦点。畜禽养殖集中度提高后，养殖臭气污染重，处理难度大，直接影响养殖场周边空气质量和居民的生活，迫切需要研究其综合治理措施。对此，笔者就畜禽养殖臭气的来源及成分、臭气的影响，以及养殖臭气综合治理的技术问题和措施作一综述和探讨，供畜禽养殖工作者参考。

1 养殖臭气的来源及成分

畜禽养殖生产中的臭气，其实质是微生物在一定的温度、湿度条件下，厌氧发酵碳水化合物、含氮和含硫化合物所产生的不完全代谢物，这些物质刺激人的嗅觉感受器，产生令人不愉快的感觉。有资料显示，畜禽粪便的臭味物质有100多种，按化学性质分为氨和挥发性胺类、含硫化合物、吲哚类和酚类、挥发性脂肪酸类。

1.1 氨和挥发性胺类

氨是报道最多的臭气成分，在臭气组成中所占比例较高，对空气环境带来的影响也相对较大。养殖环节中产生的氨主要源于尿液中的尿素氮，小部分来自于粪便。尿中尿素氮接触到微生物分泌的尿酶就会产生大量的氨气。挥发性胺类包括腐胺、尸胺、甲胺、乙胺等，多由肠道菌群发酵含氮物质而产生。

1.2 含硫化合物

养殖臭气中含硫化合物主要指硫化氢、硫醚类、硫醇类等物质，其中硫化氢的浓度比例仅次于氨气，且检测阀值较低，稍有浓度就会带来不悦感。含硫臭气主要通过二条途径产生，一是由含硫蛋白质类物质在细菌合成的蛋氨酸γ-裂解酶的作用下发酵降解而来，二是肠道中硫酸盐还原菌降解有机质时还原硫酸根离子（SO42-）而产生。

1.3 吲哚类和酚类物质

主要来源于微生物对色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的酵解，其中以吲哚、3-甲基吲哚（粪臭素）、酚、对甲酚、4-乙基酚、苯乙酸、苯甲酸等对养殖臭气的作用最大。日粮蛋白质在大肠厌氧环境下分解产生色氨酸，色氨酸在低PH环境下降解成吲哚，在高PH值环境下形成3-甲基吲哚（粪臭素）；酪氨酸发酵产生酚、对甲酚、4-乙基酚；苯丙氨酸发酵产生苯乙酸和苯丙酸。

1.4 挥发性脂肪酸

挥发性脂肪酸来源于碳水化合物的分解和含氮化合物的脱氨。碳水化合物在无氧条件下发酵成带有酸臭味的乙酸、丙酸和丁酸等挥发性有机酸，一部分经过吸收代谢供能，一部分进一步发酵成二氧化碳和甲烷，还有一部分挥发到空气中，引起酸臭味。含氮化合物的脱氨在无氧条件下经微生物发酵产生更多长链或支链的挥发性脂肪酸，其臭味阀值很低。

2 畜禽养殖臭气的影响

2.1 影响畜禽和养殖人员健康

上述各类臭气对畜禽健康都是十分有害的，以NH3和H2S浓度最高，危害最大。以氨气为例，动物吸入呼吸系统后可引起上呼吸道粘膜充血，支气管炎，进入肺泡后可由上皮组织进入血液，破坏血液运氧功能，免疫力下降，体质变弱，生产性能下降。有试验报道，在空气中含氨量为50mg/m3时，仔猪增重率下降12%，含氨量100～150mg/m3时，增重下降30%。有调查显示，畜禽舍内空气中氨含量少则6～35mg/m3，多则达150～500mg/m3。畜禽长期在臭气严重的环境下生活，其健康、生长以及畜产品品质都会受到不程度的影响。养殖场的臭味对饲养员的健康也存在危害，会诱发一些慢性疾病。

2.2 影响环境卫生

养殖场的臭气排到舍外，直接污染环境，影响空气质量，特别是在离居民区、道路较近的养殖场，排出的臭气使人感到呼吸不畅，恶心呕吐，烦躁不安，头晕脑胀，浓度较高时会有一种窒息感。笔者了解，某环保巡视组移交的某市畜禽养殖污染举报清单中，80%以上是臭气扰民。苏南某大型猪场由于臭气问题，周边居民提出了不是人搬家就是猪场搬迁的强力要求。养殖臭气问题已经影响到了养殖业的可持续生产，成为养殖管理的难题之一。

3 臭气综合治理措施

综上所述，畜禽规模养殖臭气对畜牧生产、环境卫生、居民生活等影响很大，迫切要求我们尽快研究探索规模养殖臭气综合治理的技术和有效措施。在畜禽养殖生产过程中，臭气的产生主要有动物饲养过程和粪尿贮存两个环节，根据已有研究和实践应从以下几个方面采取措施。

3.1 合理制订饲料营养浓度

从成分分析中可以看出，臭气主要来源于含氮物质，臭气成分与饲料中含氮浓度、品质以及动物消化能力有密切关系。目前，一些养殖企业片面追求日增重和高产，过分提高饲料营养浓度，如仔猪、肉仔鸡日粮粗蛋白达22%以上，引起消化不良，饲料使用率降低，粪尿和臭气中含氮物质增加，结果是高投入、高污染。因此，科学合理确定饲料营养，提高动物饲料消化利用率是减少粪便的排出量，降低排泄物中含氨物质残留，减少腐败分解产生恶臭的最有效途径。一是选用优质的饲料原料。据报道，选用消化率高的饲料可以使粪尿中氮减少5%以上。有气味的饲料如鱼粉、乌贼粉等会使粪尿的气体更臭。含硫量低的饲料可有效降低硫化氢的产生。适量增加饲料中粗纤维可有效降低粪尿中含硫化合物的散发量。二是改进加工工艺，饲料粉碎恰当，有利于提高饲料消化率，减少粪便及含氨物质的排出。经过发酵、加热、膨化、调质等处理后，可有效降解饲料中蛋白酶抑制因子、凝集素等一些抗营养因子，提高饲料消化率。三是适量降低粗蛋白水平，添加合成氨基酸。日粮中粗蛋白含量与消化率往往成反比关系。1995年欧洲饲联会就指出，日粮中粗蛋白降低1个百分点，氮排出量的减少潜力有8%。建议以畜禽饲养标准为依据，利用氨基酸平衡理论，科学制订营养标准和饲料配方，达到动物生产、饲料利用、生产成本、粪污臭气排出的合理化。

3.2 添加有益微生物

有益微生物可以减少氨和腐败物质的生成，降低肠道内容物中氨、甲酚、吲哚、粪臭素等含量，从而减少粪便的臭气。芽孢杆菌具有较强的产酶能力，分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，降解饲料中的营养物质，提高消化率。日本研制推广的EM菌，可抑制大肠杆菌的活动，减少蛋白质向氨和胺转化，有效减少氨、胺、硫化氢等有害气体产生。叶芬霞等分离得到的巨大芽孢杆菌CCW-Y1菌株、灰色链球菌CCW-Y2菌株和热带假丝酵母CCW-Y3菌株，对NH3、H2S均有较好的除臭效果，复合使用对猪粪、鸡粪、牛粪中NH3、臭气的去除率可达80%以上，H2S的去除率达65%以上。不少企业直接将有机肥菌种直接喷洒在粪便上臭气效果也较好。

应用新型发酵饲料对降低臭气有明显的效果。近年来，南京宝辉生物饲料有限公司等企业采用多菌种多底物好氧厌氧一次性深度发酵生产的新型发酵饲料，能有效地提高饲料转化率，减少氮类物质排放，对鸡场、猪场除臭效果也十分明显。上海爱森肉食养猪公司应用该产品三年来，发现养猪场的臭气味在场外很难闻到了，大大减轻了养殖场环境的压力。

3.3 选用植物、矿物除臭物质

3.3.1 丝兰属提取物可有效减少舍内氨气等臭味气体排放水平，改善动物生产性能。丝兰提取物其主要活性成分有丝兰皂苷、多糖、白黎芦醇和麟凤兰多酚。皂苷具有表面活性剂的特性，多糖具有结合氨气等有害气体的能力，多酚具有抗炎症和抗氧化的作用。Rowland、Dcaton、朱治仝、马彦博等研究，使用丝兰属提取物后，鸡舍、猪舍内氨气均有不同程度下降（35%～65%）。

3.3.2 茶叶提取物也有较好的除臭效果，含有较多的鞣酸、黄酮等多酚类化合物，有较强的活性作用，与多种臭气有加成、中和、络合、包荚、吸附等物理、化学作用。我国茶叶资源丰富，大量的老茶枝叶被裁剪抛弃，资源利用潜力大，有待研究开发。

3.3.3 菊芋中的菊糖，可降解为果聚糖，有利于肠道中双歧杆菌的生长，已有试验证明，饲喂含菊芋的饲料后，猪舍臭气比对照舍明显减少。

3.3.4 天然植物的落叶及枯草含有多糖类物质，发酵分解后可吸收三甲胺、氨气、挥发性硫醇、甲硫醇等臭味分子。

3.3.5 沸石粉、膨润土、海泡石、凹凸棒土、蛭石、硅藻土等非金属矿，具有多空性和巨大表面积的特点，吸附性能强，对氨气、硫化氢、二氧化碳及水分有很强的吸附力。有多个研究表明，使用上述矿物饲喂动物，舍内氨气明显下降（21%～78%）。

3.4 科学选择养殖工艺

养殖工艺对臭气的产生影响很大，应科学选择。粪污在畜舍内滞留时间越长，畜舍内的臭气就越重。多层叠式、自动传粪的蛋鸡舍，鸡粪在传送带上迅速风干，定时传出鸡舍，臭味较轻；传统的多层阶梯式的鸡舍，鸡粪掉入粪沟，呈糊状或浆状，易厌氧发酵，产生恶臭气味。猪舍干清粪工艺，粪便及时清出猪舍可减少舍内气味；水泡粪工艺若采用地下（粪液面之上）抽风，臭味较轻，否则粪水长期滞留猪舍，臭味就重。敞开或半敞开的畜禽舍、沟粪外置的，臭气向四周扩散，臭味严重；封闭式、粪沟内置的畜禽舍集中排放，便于收集处理。养殖密度也会影响臭气的浓度，密度大、粪便收集困难，臭气产生量大。

3.5 臭气的收集和降解

3.1-3.3是从源头减少臭气的产生，但养殖过程中臭气产生总是不可避免的，必须采取措施，做好臭气的收集和降解，尽可能减少对环境的污染。目前，规模养殖场多为封闭性的，清洁区一侧进风（高温时使用水帘），非清洁区一侧风机排风。外排的风中有臭气和微细粪粒，使人感到不愉快。笔者在连云港调查，实地考察了连云港温氏公司合作的农户猪场，在出风口三四米的周边设置一道挡尘网，在网上设置喷淋，将排出的微粒挡在网上，水溶性臭气通过滴水、雾水吸收到水中，再对水进行降解处理，其结果下风口臭味基本消除，见图1。这种方式在一些有机肥生产企业已有较多应用，方法简单，投入较少，是一种养殖场简便易行的臭气处理方式。

据南京农业大学颜培实教授介绍，日本不少水泡粪养殖企业，通过地下风管，将舍内臭气引入发酵床底下，通过发酵床生物过虑的方法，吸收降解臭气。

3.6 粪便的合理处理

规模养殖场臭气另一来源是堆粪场，不少场粪便随意堆放，粪池敞开，成为蚊蝇滋生的场所和臭气的重要源点。加强堆粪场管理是控制臭气污染的重要举措。一是采用舍外发酵床处理，采用干湿分离的清粪工艺，污水进入厌氧池发酵，固粪进入舍外发酵床，加入部分有机物和发酵菌种，定时翻动，见图2。实践证明，成功的发酵床无臭、无异味，是处理半固态粪便的好方法。二是加强堆粪场管理，要求做到防雨、渗防、防溢、封闭，对不成型的粪便，加入砻糠、短秸秆、干树叶等有机物，吸水通气，加快有氧发酵，喷洒有机肥菌种则更有助于发酵，减少臭气产生。三是污水集中收集，封闭厌氧发酵，定期输出作液态肥使用。