畜禽养殖污染防治及环境管理
摘要：随着我国畜禽养殖业的迅猛发展，畜禽养殖废弃物造成的环境污染日趋严重。本文综述了畜禽养殖废弃物对环境造成的危害，畜禽粪便处理技术和资源化利用模式，梳理了畜禽养殖污染防治的政策法规文件，以及发达国家畜禽养殖环境管理措施，提出畜禽养殖污染防治和环境管理的建议。
关键词：畜禽养殖；污染防治；环境管理；法规政策
中图分类号：X713文献标识码：A文章编号：2095-672X（2018）03-0067-04
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.038
Abstract： With the rapid development of livestock and poultry industry in China， environmental pollution caused by livestock and poultry waste is becoming more and more serious. This paper summarizes the hazards of livestock and poultry waste on the environment caused by the livestock waste treatment technology and resource utilization mode， combing the livestock farming pollution prevention policies and regulations， as well as developed countries， livestock breeding environment management measures， put forward the livestock pollution prevention and environmental management advice.
Key words： Livestock and poultry breeding； Pollution prevention and control； Environmental；Management； Regulation and policy
隨着我国经济的飞速发展，居民对肉类的需求逐年增加，畜禽养殖产业发展迅猛。与此同时，畜禽养殖废弃物造成的环境问题也日益突出[1]。2010年环境保护部、国家统计局和农业部共同发布的《第一次全国污染源普查公报》指出，我国农业源普查对象中畜禽养殖业化学需氧量（Chemical Oxygen Demand）、总氮（TN）、总磷（Total Phosphorus）、铜（Cu）和锌（Zn）的排放量分别占农业污染源排放总量的95.78%、37.89%、56.34%、94.03%和97.83%，是我国环境污染的重要来源[2]。畜禽养殖废弃物是我国水体污染的主要来源，畜禽粪便中含有大量的有机质、氮、磷、钾、硫及致病菌等污染物，排入水体后会使水体溶解氧含量急剧下降、水生生物过度繁殖，从而导致水体富营养化[3]。畜禽粪便还会导致区域内地下水硝态氮浓度超标，导致水生生态系统中氮和病原微生物污染增加。畜禽养殖对农田土壤的危害主要表现在畜禽粪便还田不当导致的养分过剩和重金属等有害污染物累积[4， 5]。畜禽粪便中含有作物生长所需的氮、磷、钾和有机质等养分，传统散养方式下的畜禽粪便还田不仅能提高农作物产量，还能起到改良土壤和培肥地力的作用，但过量施用也会造成农作物减产与产品质量下降[4]。现如今饲料添加剂和预混剂在畜禽养殖业中广泛使用，导致畜禽粪便中重金属、兽药残留、盐分和有害菌等有害污染物增加，引起农田土壤的健康功能降低，生态环境风险增加，并对食品安全构成威胁[6， 7]。畜禽养殖对空气环境的污染主要包括自畜禽粪便的恶臭和畜禽养殖引起的温室气体排放两个方面。畜禽养殖场的恶臭主要来源于畜禽粪便排出体外后，腐烂分解所产生的硫化氢、胺、硫醇、苯酚、挥发性有机酸、吲哚、粪臭素、乙醇、乙醛等上百种有毒有害物质[3， 8]。温室气体排放主要包括畜禽饲养、粪便管理阶段和后续的加工、零售以及运输阶段直接或间接的CO2、CH4和N2O排放，其中畜禽饲养与粪便管理阶段直接排放的温室气体占主导[9， 10]，有报道指出畜牧业已成为我国农业领域最大的CH4排放源[11]。我国畜禽养殖主要集中在山东、河南、四川、河北和湖北等省份，占全国饲养量半数以上，其农业面源污染在全国总排放量中占比也较高，内蒙古自治区农业面源污染等标排放强度尽管低于全国平均水平，但仍呈逐年呈上升趋势[12]。内蒙古自治区畜禽养殖以牛、羊为主，近30年来出栏量年增长率达到10%以上，单位耕地面积氮污染负荷的年平均增长率非常大[13]。目前相关部门对畜禽养殖业监管能力有限，政策不完善，对于畜禽养殖环境污染控制和环境管理存在一定的难度。内蒙古自治区土地资源丰富，足够消纳所产生的畜禽粪便，但由于监管的局限性，仍然存在环境污染和环境纠纷，导致废弃物资源化利用率较低。
1 畜禽养殖废弃物处理技术与资源化利用模式
1.1 畜禽养殖废弃物处理技术
（1）堆肥化处理。畜禽养殖废弃物堆肥处理后回用到土壤中作为土壤有机质、养分的补给是长期以来有机废弃物的再利用技术。目前，高温堆肥和厌氧消化成为处理畜禽养殖废弃物的主要途径，经过高温好氧堆肥处理，病虫卵害会被杀死，达到国家卫生标准要求[14]。也有研究证实，畜禽粪便经过堆肥后重金属活性被钝化，堆肥可有效降低重金属的生物有效性[15]。因此，堆肥是畜禽养殖废弃物资源化利用的最佳途径之一。畜禽粪便经有效的堆肥化处理后可以达到稳定、腐熟，降低对空气、地下水、土壤环境的危害。堆肥中通过对工艺参数的控制，添加膨胀剂、化学添加剂、微生物菌剂等手段可以有效的控制堆肥过程中污染气体的排放以及养分元素碳、氮的损失[16， 17]。（2）沼气工程。畜禽粪便沼气工程即厌氧发酵，厌氧微生物活动将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水。这种处理方式可以达到废弃物污染零排放，近年来国家扶持和推广力度较大。利用沼气工程处理畜禽粪便污水，可获得一定的清洁燃料—沼气；沼液是可用于生产绿色食品的优质农田有机肥；沼渣经处理后可制成商品化的有机肥料，部分还可作为饲料用于养鱼等。从经济效益角度分析，畜禽粪便有机物含量高，经过厌氧生物处理能回收大量沼气。有机物质转变成甲烷的过程中实现了废弃物的减量化。沼气是一种宝贵的清洁能源，其热值比城市管道煤气高，一般情况下，1t粪便可产生100-150 m3沼气、0.58t有机质残渣。为维持厌氧消化正常进行，耗能约1.6×106 kJ能量，反应产生的沼气可提供2.7×106 kJ能量，如转化为电能约 200 kW·h[18]。从厌氧消化过程相对于好氧堆肥而言，不需要氧气，降低动力消耗，因而使用成本降低。对水分的要求不如好氧堆肥条件严格，反应温度的保持可通过回收能量的全部或部分来维持，能实现能量的平衡。 从环境效益角度分析，由于厌氧发酵处在封闭的系统中，避免了臭气和大量的CO2气体，无尾气污染，具有生态优点。发酵沼渣、沼液可作为良好的有机肥，其有机质含量高，施用该肥料后，不但有明显的增产效果，还具有减少病虫，改善土壤结构，改良水果、茶叶等作物品质等特点[2]。（3）饲料化处理。畜禽粪便好氧堆肥和厌氧发酵是现阶段资源化利用最为常见的技术，同时也有畜禽粪便饲料化处理的技术研究与应用，这也是畜禽粪便综合利用的一种重要途径[19]。畜禽粪便含有大量未消化的蛋白质、B族维生素、矿物质元素、粗脂肪和一定数量的碳水化合物，特别是粗蛋白质含量较高，经过加工处理后可成为较好的畜禽饲料资源。但是畜禽粪便的成分比较复杂，它含有多种对动物健康不利的成分，极易造成畜禽交叉感染或传染病的爆发。