畜禽粪便利用现状及发展建议

樊丽霞 杨智明 尹芳

摘要    基于畜禽粪便的污染及利用现状，通过查阅文献结合国家最新政策，分析了畜禽粪便利用过程中的阻碍因素，并针对性地提出了发展建议，以期推进畜禽粪便处理向无污染方向发展。

关键词    畜禽粪便;危害;利用现状;发展建议

中图分类号    X713        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2019）01-0175-02

Abstract    Based on the current pollution and utilization status of livestock manure，this paper analyzed the blocking factors in the current utilization of livestock manure，and put forward development suggestions based on consulting literatures and combining with the latest national policies，in order to promote the improvement treatment of livestock manure to the pollution-free direction.

Key words    livestock manure;harm;utilization status;development suggestion

目前，我国畜牧业逐渐由个体养殖和专业化养殖向规模化养殖发展。随着规模养殖的逐渐扩大，我国畜牧业的总产值也逐年增加。农业部最新数据显示，2016年我国畜牧业总产值达到31 703.20亿元，较2010年增加了10 877.47亿元。由此可看出，畜牧业已经成为我国农业经济的支柱产业。虽然畜牧业的发展提高了经济效益，但造成的农业面源污染也与日俱增，目前降低畜禽养殖废弃物的污染及合理利用畜禽粪便资源迫在眉睫。

1    污染現状

规模化养殖的快速发展直接导致畜禽养殖中废气污染物数量与日俱增。据统计，我国畜禽养殖规模与产值每年以大于8%的速度递增[1]，同时畜禽产生的废弃物也大量增加，最终导致各种农业面源污染问题。根据相关测试，1头约60 kg的商品猪每天排粪量为3.8 kg，排尿量为2.4 kg，污水排放量为18～24 kg[2]。按照这种方式进行推算，规模为10 000头猪的养殖场每年至少产生粪便1.38万t[3]，这些粪便中含有大量有机污染物，对环境会产生极大影响。

近年来，随着国家一系列政策出台及政府、企业的积极治理，农业污染排放总量开始减少，但是畜禽养殖废弃物的污染在农业污染总量中的比例依旧居高不下。根据2016年《中国环境年鉴》数据显示，2011—2015年畜禽养殖污染排放的COD（化学需氧量）总量约占农业COD总量的95%，畜禽养殖污染排放的氨氮总量占农业氨氮总量75%以上，总氮排放量占农业总氮排放量比例由2011年的62.79%增长至2015年的64.5%，总磷排放量占比则由75.56%上升至77.79%。

2    主要危害

畜禽养殖污染物主要是由畜禽养殖中产生的粪尿、臭气以及污水等构成。本文主要介绍畜禽粪便的危害，畜禽粪尿中的生化耗氧量、COD、总氮及总磷对水体和土壤造成严重污染，此外还包括硫化氢、氨气等有机物和大量的微生物、病原菌[4]等。

2.1    对土壤的危害

在牲畜饲料中使用的添加剂及抗生素会导致土壤中抗生素等残留。饲料本身含有的矿物质和金属元素在运输、储存及喂养过程中会造成矿物质及金属污染，该部分污染物进入土壤中难以完全消纳而逐渐累积，会导致土壤中养分过剩、土壤结构失衡。

2.2    对大气的危害

在畜禽粪便中，危害最大的气体是粪便产生的温室气体和臭气。据统计，养殖规模为10 000头猪的养殖场每年排放的粪便中含有的恶臭物质就有230种。在养殖场中发生的人畜伤亡事故也多数由于过量的氨气导致，当NH3进入人体呼吸道后，会导致咳嗽，甚至气管炎、支气管炎等疾病，严重的则当场窒息，危害生命安全。目前，全球人类活动产生的温室气体中约15%来源于畜牧业，其中甲烷属于首要污染气体，在我国畜牧业属于农业领域中第一大甲烷排放源。此外，在大规模的养殖场内，由于畜禽生长环境长期潮湿，容量大、密度小，畜禽粪便堆积时容易腐败分解，生成硫化氢、氨气等各类有害气体进入大气，造成畜禽间的疫病传播。

2.3    对水源的危害

畜禽粪便中含有丰富的有机物及污染物，其中氮、磷元素居多，此类元素经过雨水冲刷进入水体，使水中的溶解氧含量降低，最终导致水体富营养化。此外，畜禽粪便常用作肥料，其中的有害物质极易进入地下水中，引起硝酸盐浓度超标，最终危及到人类生命健康。常有新闻报道某区域建设大规模养殖场后，畜禽粪便直接排放导致当地的水污染极其严重，在为当地带来一定收益的同时也严重影响了当地居民的正常生活。

2.4    对人体的危害

畜禽粪便含有大量氮、磷等元素，由于这类元素是植物生长不可或缺的营养元素，所以畜禽粪便常被用作植物肥料。为了追求高经济效益以及高产量，许多养殖场将抗生素，甚至汞、砷等微量元素添加剂应用于养殖，这些抗生素绝大多数难以被牲畜吸收最终经粪便排出，当这些粪便作为肥料施用后，抗生素可经食物链进入人体，对人类的身体健康造成隐患[5]。全世界已知的人畜共患病超过200种，其中有100多种动物疾病能直接传染给人类。微量抗生素通过饮用水进入人体，虽短时期不会造成生命威胁，但经过长期累积会改变人体内的菌群，造成营养不良[6]。人类是地球上重要的活动者，畜禽粪污对水体、土壤、大气环境的污染直接威胁到了人类的生命安全。

3    利用现状

3.1    国外利用现状

20世纪40年代初，国外就开始研究畜禽粪便的资源化利用，到60年代欧美、日本等国家已经解决了鸡粪的干燥问题且将鸡粪用于猪牛羊的饲料喂养中[7]，为解决规模化养殖场的粪便处理问题，研发了各种处理技术和设备。加拿大对粪便进行循环处理，制成有机肥料，对于大型养殖场则制成再生饲料;加拿大禁止将养殖场废弃污水直接排入河流，要求养殖场必须有足够的土地容纳产生的畜禽粪便，并在一定场所进行消化处理，若没有足够的土地进行粪便消纳，则必须与其他农场主签订粪便处理合同，以实现畜禽粪便的全部利用[8]。荷兰要求畜禽粪便集中进入化粪池，目前荷兰养殖场的密度已经超过区域内土地利用粪便的承载能力。欧盟规定畜禽粪便用作肥料过程中产生的氨气等气体必须经过处理才可排放。在欧洲，鸡粪禁止用作饲料，需要发电厂与农场主签订粪便处理合同上门收集鸡粪。

3.2    国内利用现状

我国对畜禽粪便的研究开始于20世纪80年代初，最初是将晒干的鸡粪用作饲料喂养猪、牛、羊[9]，现在已有肥料加工厂将鸡粪加工成有机肥。目前对畜禽粪便的利用主要是肥料化、能源化、饲料化。

3.2.1    肥料化。肥料化即将畜禽粪便经过处理后用作肥料。由于粪便中含有大量有机物，传统的利用方法大多都是直接施用，但是利用率较低。肥料化处理的主要方式是堆肥处理，即将粪便集中堆积在一起，加入适量的高效发酵微生物调节粪便中的碳氮比，然后通过控制水分、温度及酸碱度进行发酵[10]。此种方式的优点是干燥、方便、易施用，缺点是对场地要求较高，肥料化时间较长，对臭气的控制尚不完全。

3.2.2    能源化。粪便能源化是一种利用率较高的方式，主要包括燃烧发电和发酵制沼气。直接燃烧在我国北方草原地区使用率较高，牧民可以通过燃烧取暖、做饭，但这种方式比较传统简单，资源利用不充分，且易造成空气污染。发电利用主要将畜禽兽粪便以无污染方式燃烧，然后发电，可节约煤炭、天然气等不可再生资源，不仅大大提高了利用率，而且达到了节约资源、保护环境的目的。能源化利用还可将畜禽兽粪便中的木质纤维素发酵制成酒精进行利用，除此之外最为广泛高效的就是沼气利用。利用厌氧细菌的分解作用将粪便进行沼气发酵利用，发酵产生的残留物质可用作优质有机肥和土壤改良剂等;沼渣、沼液可用于肥料或者饲料。目前在热解技术方面也有一定研究，但是尚不能工业化。

3.2.3    饲料化。①青贮法。将新鲜的牲畜粪便与其他饲草混合一起装入塑料袋或其他容器内，在厌氧条件下控制含水量（40%～70%），经过10～21 d即可完成发酵过程[7]。青贮时，粪便与其他饲料的混合比例以1∶1为宜。青贮法可提高饲料的适口性和消化率，减少蛋白质损失，还可将部分非蛋白质转化成蛋白质，提高营养价值。②干燥法。利用高温对粪便进行脱水干燥，从而抑制微生物生长，减少臭气，为饲料运输和储存提供方便。传统、便捷的办法是将粪便摊晒，晾晒过程中需经常翻动，以利于通风排湿，加速水分蒸发[7]。

4    存在的问题

4.1    政府对污染治理监管不足

通过对砚山部分养殖场的调查发现，迫于政府壓力，大规模养殖场会建造沼气池，但因成本问题，沼气池利用率较低，多数甚至停用，畜禽养殖废弃物污染依旧严重。此外，政府出台的一系列相关畜禽污染防治政策大多未贯彻执行，很多养殖场只注重应对检查而未实际整改。

4.2    养殖区域规划不合理

养殖区域规划不合理或滞后，忽略了该区域的土地承载能力，导致畜禽粪污肥料化严重受阻。另外在资源化利用模式的创建上未因地制宜达到种养平衡，多数大型养殖场由于位置偏远，考虑到粪污的处理成本，大多就近排放，因而造成了严重的环境污染。

4.3    配套设备不足

养殖过程中清洁生产不到位，大量水冲粪及饮水设备选择不当，导致污染问题依然严重。由于维护成本较高，养殖场多数设备处于非正常运行状态。部分养殖场由于前期规划不合理，未建设雨污分离设施或者设施功能不完全，后期重新建设成本过高，从而导致粪便污染治理严重受阻。

4.4    粪便数量估算方式未统一

目前国内对畜禽粪便数量的说法不统一，对畜禽粪便的定义不够准确，例如部分研究只统计粪便的数量而忽略尿液以及混杂雨水后的数量。因此，每年全国的畜禽粪便产生数量估算差异较大，从而直接导致污染治理计划受阻。

5    建议

5.1    加强畜禽粪污污染监管力度

国家和各级政府部门要加强畜禽粪污的监管力度，同时出台相应的优惠政策，加大宣传，提升农户对粪便污染的认知度。相关环保部门要及时了解掌握区域养殖场的建设情况，及时制订、完善相关政策。

5.2    合理构建规模化养殖场

2013年10月8日国务院第26次会议通过了《畜禽规模养殖污染防治条例》，应严格按照此条例新建、改建、扩建养殖场及养殖小区，严格制定并遵守污染防治计划。此外2018年1月国务院颁布了《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》，该指南依据以往通过的法律法规明确了区域畜禽粪污土地承载力以及畜禽规模养殖场粪污消纳配套土地面积的测算方法，未来可以借助该指南进行测算，从而合理构建规模化养殖场。根据养殖场排放粪污数量计算需要消纳的土地面积，保证有足够的土地消纳粪便污水，采取循环利用、种养结合模式，确保粪污的无害化利用。

5.3    加强对养殖场及肥料加工企业的补贴

养殖业是弱势企业，应通过多渠道增加对养殖业环保建设的投入。譬如政府应设立养殖环境保护专项资金，制订相应的补偿标准，针对河流沿岸的养殖场，应提前规划，并优先安排此类养殖场的补偿资金。为解决养殖场因维护成本较高导致设备停用的问题，政府可给予相应补贴;对于有机肥加工企业应给予适当补贴，调动企业对有机肥的研发、生产积极性。

5.4    精确统计畜禽粪便资源数量

深入研究畜禽粪便资源量的估算方法，在以往计算方式的基础上应结合规模化系数进行研究，同时考虑到畜禽重复出栏问题的解决方法。此外，对我国畜禽粪便的资源量区域分布进行研究，在对畜禽粪便产生量的统计应该形成行业标准，以便获得更加精确的调查结果，为制订污染防治的相关政策及未来的产业化发展奠定基础。

6    参考文献

[1] 薛宇，归显扬.畜禽养殖业对环境的污染及其防治对策[J].广州化工，2011，9（16）：118-120.

[2] 潘越博.甘肃规模化养猪场污染物无害化循环利用研究调查报告[J].中国猪业，2009，4（11）：26-27.

[3] 李彬辉，杨小毛，梅立永，等.畜禽养殖业粪污处理及资源化利用[J].中国资源综合利用，2018，36（2）：58-60.

[4] 许文志，欧阳平，罗付香，等.中国畜禽粪污处理利用现状及对策探讨[J].中国农学通报，2017，33（23）：106-112.

[5] PAN X，QIANG Z，BEN W，et al. Residual veterinary antibiotics in swine manure from concentrated animal feeding operations in Shandong Province，China [J]. Chemosphere，2011，84（4）：695-700.

[6] 潘寻，韩哲，李浩.抗生素在畜禽养殖业中的应用、潜在危害及去除[J].农业环境与发展，2012，29（5）：1-6.

[7] 丁友根，王庆国，郑飞.畜禽粪污的无害化处理技术及资源化利用途径[J].浙江畜牧兽医，2013，38（6）：12-14.

[8] 吴金欣. 规模化养牛场有机废弃物农田安全消纳技术研究[D].济南：山东师范大学，2013.

[9] 闫建英.大型养鸡场粪便无害化处理关键技术及装备研究[J].当代农机，2017（2）：75-77.

[10] 王蕾.畜禽糞便无害化处理与资源化利用[J].畜牧兽医科技信息，2017（5）：43.