畜禽粪污资源化利用及养殖污染防治措施探讨

张秀玲

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.06.043

随着全球人口的不断增加，畜禽养殖业在满足人们对肉类和其他畜产品需求方面扮演着关键角色。然而，这一产业也伴随着大量的粪污排放，引发了环境问题，包括水污染、土壤侵蚀、气候变化和生态系统崩溃。畜禽粪污的资源化利用以及养殖污染的防治已经成为迫切的任务，以减少这一行业对环境的不利影响，同时满足食品需求。

一、畜禽粪污资源化利用及养殖污染防治面临的挑战

1、环境污染

环境污染问题，尤其是与畜禽粪污相关的氮和磷等营养物质排放，已成为一个严重的全球性挑战。这些养分在未经适当处理的情况下，通过径流和渗透途径进入水体，进而引发蓝绿藻爆发。蓝绿藻的大规模繁殖导致了水体中的富营养化，进而对河流和湖泊的水质产生了广泛而深刻的不良影响。这种污染对水生生态系统产生了严重破坏，从而威胁了生态平衡的稳定性和水资源的可持续性。

这一问题的根本原因包括现代畜禽养殖业的快速扩张，以及养殖废弃物的不适当处理。随着人口的增长和生活水平的提高，畜禽生产也呈指数级增长，导致了更多的养分排放。而这些排放通常以未经处理或不当处理的形式释放到环境中，不仅加剧了氮和磷等养分的输入，还使得水体难以有效去除这些污染物。此外，气候变化和降水模式的变化也增加了水体富营养化的风险，因为雨水冲刷了养分，将其输送至河流和湖泊，进一步加剧了问题的严重性。

2、水资源紧缺

水资源紧缺是当今全球面临的严重挑战之一，其中畜禽养殖业的淡水消耗与粪污排放问题尤为突出。畜禽养殖业对淡水资源的需求不断增加，这主要归因于其饲养和生产过程的高度水密集性。然而，问题的关键在于，尽管大量淡水被用于畜禽饲养，但粪污排放却往往导致水资源的浪费。这是因为粪污含有污染物质，可能污染水源并降低其质量，使其不再可用于其他用途。因此，在水资源紧缺地区，这一问题愈加突出，对可持续水资源管理构成了严峻挑战。

此问题的原因包括养殖业的水资源管理不当和缺乏高效的粪污处理方法。养殖业通常存在着过度用水和水资源浪费的问题，例如使用传统灌溉系统和不适当的饮水设备，这导致了资源浪费。同时，粪污排放缺乏有效的处理措施，使其变得难以回收和再利用。

3、气候变化

气候变化是当前全球面临的一项严重挑战，其中甲烷作为一种强烈的温室气体，对其加速过程产生了重要影响。特别是在畜禽养殖业中，甲烷排放在气候变化中扮演着不可忽视的角色。其主要原因在于养殖业的不断发展，导致畜禽粪污的产生量大幅增加，从而推动了甲烷的排放。这一现象的根本原因在于畜禽粪便中的微生物分解过程，其中产生了甲烷气体。此外，养殖业的规模扩大和工业化程度的提高也导致了更多的甲烷排放源的出现。

4、生态系统破坏

大规模养殖业的持续扩展引发了对生态系统的广泛破坏，其表现为森林砍伐、土地开垦以及生态系统的逐渐衰退。大规模养殖业的发展导致了大片森林的砍伐，以获取木材和土地用于饲养动物和兴建设施。这种森林砍伐不仅减少了森林覆盖率，还破坏了生态系统的完整性，对野生动植物的栖息地构成了威胁。此外，土地的开垦用于饲养动物和种植饲料作物，进一步减少了自然生态系统的面积，加剧了土地资源的枯竭。

大规模养殖业常常伴随着过度使用农药、兽药和化肥，这对周边的生态环境产生不可忽视的负面影响。这些化学物质流入水体，导致水污染，危害了水生生物和水体生态系统。此外，土地的過度耕作和排放物的释放也导致土壤退化，减少了土壤的肥沃度，威胁了农业的可持续性。

最重要的是，这种生态系统破坏对生物多样性构成了直接威胁。生态系统的稳定性和多样性对维持地球上的生命至关重要，大规模养殖业的发展对生态系统的稳定性和多样性造成了重大威胁。野生动植物失去了栖息地，生态链条受到破坏，一些物种甚至面临灭绝的危险。

5、人类健康

未经处理的粪污潜在威胁人类健康的问题乃是当今社会中一项显著且紧迫的挑战。此问题的重要性归结于其内在的生物和化学性质，以及与其关联的卫生风险。未经适当处理的粪污往往富含病原体，如细菌、病毒和寄生虫，这些微生物具有潜在的致病能力，可导致一系列健康问题，包括腹泻、呼吸道感染、肠道疾病和皮肤病。特别值得关注的是，在畜禽养殖工人和邻近居民中，与未经处理的粪污接触的机会更为频繁，因为他们的职业或居住地接近农场或畜禽饲养场。这种职业和环境暴露使得他们更容易受到病原体的影响，增加了患上相关疾病的风险。

该问题的根本原因之一在于对粪污的不当管理，包括不充分的收集、储存和处理。农业和畜牧业生产中的粪污产生量巨大，但往往存在不完善的废物管理系统，缺乏适当的处理和卫生规范。此外，有时缺乏对粪污的适当监测和监管，导致不当处理和不卫生实践的滥用。

二、畜禽粪污资源化利用及养殖污染防治措施

1、粪污处理技术

粪污处理技术是应对养殖污染的核心策略之一，其关键目标是减少粪污中的有害物质排放，从而降低对环境的负面影响。在当前面临的环境挑战下，开发和采用高效的粪污处理技术被视为至关重要的任务。粪污处理技术主要包括生物处理、物理处理和化学处理方法。其中，生物处理技术是一种利用微生物活动来分解有机物质的方法，通过这一过程，可以有效地减少粪污中的氮和磷排放。例如，生物氮去除系统采用生物反应器，通过细菌和其他微生物将氨氮转化为氮气，从而降低了氮的浓度。类似的生物反应器也可以用于去除磷，减少磷的流入水体。这些生物处理方法不仅可以改善水质，还可以将有机物质转化为有用的肥料，促进农业可持续性。

物理处理技术涉及到将粪污进行物理分离和浓缩，以减少水分的含量。通过离心分离、压滤和固液分离等过程，粪污中的水分可以被有效地去除，从而减少粪污的体积和重量。这不仅减轻了粪污的处理和储存负担，还降低了运输成本。此外，物理处理技术也有助于提高粪污的稳定性，减少气味和有害气体的排放，改善环境卫生。

化学处理技术采用化学物质来改变粪污中的成分，以减少有害物质的排放。例如，化学沉淀剂可以被添加到粪污中，以沉淀和去除磷，从而减少磷的流入水体。此外，化学氧化剂可以用于氧化和去除有机物质，减少气味和污染物的排放。尽管化学处理技术在某些情况下可能引发一些环境和健康担忧，但在适当的监管和管理下，它们仍然是减少粪污排放的有力工具。

值得强调的是，粪污处理技术的选择应该根据不同地区的具体情况和需求来进行定制化。充分考虑农场规模、粪污性质、环境条件和法规要求等因素，以确保所采用的技术能够最大程度地减少对环境的不利影响。此外，技术的可行性和经济性也应该被充分评估，以确保其可持续性和可操作性。

2、养殖管理

养殖管理在减少养殖污染方面扮演着至关重要的角色，其有效实施需要一系列复杂的策略和实践。通过优化饲养密度、粪便管理和饲料配方，来减少粪污的产生并降低营养物质的排放。饲养密度的控制是关键一环，通过合理分配动物数量和饲养空间，可以减少过多粪污在有限空间内的积累，降低水体和土壤的污染潜力。此外，定期监测和评估水质和土壤质量的实践至关重要，有助于及早发现潜在问题并采取适当的纠正措施。

在养殖管理中，饲养密度的优化是一项复杂而重要的任务。它要求充分考虑养殖场的规模、种类和生长阶段，以确保动物得到充足的运动空间和合适的生活条件。过高的饲养密度容易导致粪污的积累，从而增加了污染的风险。通过减少动物数量或提供更大的饲养空间，可以有效地减少粪污的产生，降低对环境的冲击。

粪便管理也是养殖管理的关键组成部分。有效的粪便管理包括定期清理和处理粪污，以减少氮、磷和有机物的排放。采用污水处理设备和沼气发酵系统有助于将粪污转化为有用的肥料和能源资源，减少了对环境的不利影响。此外，合理设计的粪污储存设施可以降低污染物的流入水体的可能性，进一步减轻了环境负担。

饲料配方的优化是另一个降低养殖污染的有效方法。通过调整饲料成分，可以降低排放物的含量，减少氮和磷的流失。合理的饲料管理有助于提高动物的消化效率，减少粪便中的未消化饲料残渣，从而降低养殖污染。此外，采用天然的饲料添加剂，如酶类和抗生素替代物，也有助于改善饲料的质量和环保性。

3、政策法规

制定并执行排放标准是一项重要的政策措施，旨在限制养殖场的排放水平。这些标准可以涵盖氮、磷、氨气、硫化氢等污染物的排放，从而确保养殖业在环境方面的合规性。通过规范排放标准，政府可以推动养殖业采用更为环保的生产方式，减少对水体、土壤和空气的污染，保护自然生态系统的稳定性。

政府可以积极促进清洁技术的采用，以提高养殖业的环保性。这包括投资研究和开发新的技术，以降低污染物排放，提高资源利用效率。清洁技术的推广可以包括废水处理设备、废气净化技术和粪污资源化利用技术等。通过鼓励养殖场采用这些技术，政府可以有效地降低环境污染，改善养殖业的可持续性，同时创造就业机会和经济增长。

此外，对违规行为进行处罚是政策法规中的关键要素，有助于维护法规的权威性和执行力。政府应该建立有效的监管機构，负责监督养殖场的合规性，并对那些违反法规的养殖场进行惩罚。这可以包括罚款、吊销许可证或采取其他法律手段，以确保养殖场遵守环保法规，承担其环保责任。通过强化执法和处罚，政府可以推动养殖业主动遵守法规，降低养殖污染的风险。

政府还可以采取经济激励措施来鼓励农民采取环保措施。生态补偿机制是一种有效的激励方式，通过向农民提供经济奖励，以补偿其采取环保措施所产生的额外成本。这可以包括提供补贴或奖励计划，以鼓励农民采取粪污资源化利用、植树造林和水体保护等环保举措。这种激励措施不仅有助于减少养殖污染，还可以提高农民的环保意识，促进可持续的农业发展。

4、农业可持续性

农业可持续性在畜禽粪污资源化利用及养殖污染防治中扮演着至关重要的角色，其核心理念在于寻求一种农业生产方式，旨在满足当前需求，同时不损害未来世代的需求。在这一背景下，采用更可持续的农业模式如有机农业和多样化种植，被认为是有效减少对畜禽粪污的依赖，改善环境质量和提高农产品质量的途径。

有机农业是一种基于生态原则的农业生产方式，旨在最大程度地减少对化学肥料和农药的依赖，通过生物多样性的保护和土壤的改善来实现农产品的生产。在有机农业中，粪污通常被视为一种有机肥料，通过其合理的应用和管理，可以为作物提供所需的养分，同时减少化学肥料的使用。这不仅有助于减少对粪污的排放，还有助于提高土壤质量，促进生态系统的健康。此外，有机农产品往往受到消费者的青睐，因为它们通常不含有害的农药残留，满足了消费者对健康和环保的需求。

多样化种植是另一种可持续农业模式，旨在降低单一作物种植对土壤和生态系统的负面影响。通过种植不同种类的作物，可以减少单一作物连续种植引发的土壤侵蚀和养分枯竭的问题。这有助于减少对粪污的依赖，因为不同作物的生长周期和养分需求各不相同，有助于优化养分循环和资源利用效率。多样化种植还可以提高抗病虫害的能力，减少对农药的需求，有益于生态系统的平衡。因此，多样化种植有助于改善农业的可持续性，减少对粪污的排放。

此外，农业可持续性还强调资源的高效利用。粪污资源化利用是这一理念的重要组成部分。通过将畜禽粪污转化为有机肥料、生物能源或其他有用的资源，可以降低废弃物的排放，提高资源的再利用率。例如，粪污中的有机物质可以通过厌氧消化或发酵过程转化为沼气，用于能源生产，从而减少对传统能源的依赖。此外，粪污中的养分可以被有效地回收，用于肥料生产，促进循环经济的实现。因此，农业可持续性需要将粪污视为有价值的资源，而不是废物。

5、社会参与

社会参与在畜禽粪污资源化利用及养殖污染防治中具有至关重要的地位，其核心目标是通过教育农民和社区，提高他们的环保意识和参与度，从而促进环保实践的广泛采用。社会参与的范围可以涵盖多个方面，包括农民培训、可持续农业的推广，以及建立农民合作社等途径，以共同处理粪污等环保问题。

农民培训被看作是提高环保意识和实施环保实践的基础。通过提供培训和教育，农民可以更好地理解环保的重要性以及如何采取有效的环保措施。培训可以包括如何减少养殖污染的方法，如何正确使用肥料和农药，以及如何管理和处理粪污等。农民还可以学习如何识别和应对环境挑战，如水质污染和土壤侵蚀。这种教育有助于提高农民的环保意识，使他们能够主动采取措施来减少对环境的不利影响。

可持续农业的推广也是社会参与的一部分。这包括向农民传授采用更环保的农业实践，如有机农业、多样化种植和水资源管理。可持续农业的实施有助于降低养殖污染和农业对生态系统的冲击。通过提供技术和方法的支持，社区和农民可以更好地理解和采用这些实践，促进环保的可行性。这同时有助于提高农产品的质量，满足消费者对健康和环保的需求，为农民创造更多的经济机会。

此外，建立农民合作社是另一种社会参与的方式。这种组织形式可以促进农民之间的合作，共同处理粪污等环保问题。农民合作社可以集中资源和技术，实施粪污资源化利用项目，改善粪污处理和管理。此外，合作社还可以共同购买设备和技术，降低成本，提高资源利用效率。通过这种合作形式，农民和社区能够更好地协同行动，共同应对环保挑战，实现资源的可持续利用。

（作者单位：252521 山东省聊城市冠县清水镇农林水综合服务中心）