規模化養豬生產的環境污染及綜合防治措施

規模養豬 · 發表于 2011-1-6 13:57:52

規模化養豬生產的環境污染及綜合防治措施

近年來,我國的畜牧業尤其是養豬業取得了巨大的發展,規模化養豬場越來越多,極大地滿足了人民群眾對肉類食品的需求。但同時,規模化豬場對環境造成的污染尤其是糞尿污染也日漸嚴峻,已經成為影響養豬業可持續發展的重要因素,也嚴重影響人類健康,并且隨著人們環保意識的增強,此問題越發顯得突出,因此,充分認識規模化養豬生產中的環境污染問題,分析其造成污染的原因,并尋求科學有效的解決方法有著十分重要的現實意義。

1 養業生產對環境的污染

1.1 直接污染

1.1.1 糞尿、污水對環境的污染

在養豬生產中,每頭豬都是一個污染源,一個養殖場就是一個環境污染物的生產場。據測定,1頭豬日排糞尿6 kg,年排泄量2.5 t。1個萬頭豬場日排糞約60 t,年排糞2.19萬t。以全國養豬4.63億頭計,則日排糞量為278萬t,年排糞量10.14億t。糞尿使養殖場的周圍惡臭熏天、蚊蠅孳生、細菌繁殖、疫病傳播,嚴重影響了周圍居民的生活工作和身體健康。

養豬場每頭豬產生的污水相當于7個人生活產生的廢水。如果養豬場采取沖水清除糞污,1頭豬日污水排放量為30 kg,1個萬頭豬場年排污水109.5萬t。全國飼養豬4.63億頭,年排污水即為50.81億t。污水不經處理,含有大量的病原微生物,直接排向河流,將嚴重污染下游地區水源,引起水體的富營養化。

1.1.2 臭氣對空氣的污染
養殖場產生的糞便等如果沒有進行有效的處理,會發出難聞的氣味,嚴重污染生態環境。惡臭主要來自糞便、污水、墊料、飼料、畜禽尸體的腐敗分解、消化道排出氣體、皮脂腺、汗腺等。豬場所產生的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、二氧化碳、酚、吲哚、糞臭素、甲烷和硫酸類等,也是對豬場自身環境和周圍空氣造成污染的主要成分。這些物質主要由碳水化合物和含氮的有機物產生,在厭氧條件下分解釋放出刺激性的特殊氣味,高濃度存在時,會影響人畜健康。另外由于酶的作用,其中的尿素也很快轉化為氨氣排放出來,這些臭氣能夠強烈的刺激人和動物的眼、鼻、喉,引起養殖場周圍空氣的污染。

1.2 飼料方面對環境的污染

1.2.1 氮、磷的污染

　　氮、磷是豬糞污中最主要的污染源之一。豬從飼料中攝入體內的氮和磷，約有65%的氮和70%的磷被排泄到體外。在一般營養水平情況下,1個萬頭豬場全年氮、磷的排出量為107t和31t,為總食入量的65.2%和77.5%。未被吸收的氮、磷隨糞便排出體外后隨雨水沖入江河、土壤和地下水,氮、磷進入水體后致使水體富營養化,從而造成環境污染。

1.2.2 銅、鋅、砷、硒對環境的污染

銅和鋅在糞中的排泄量占總排泄量的95%以上,只有微量從尿中排泄,所以豬糞中銅和鋅含量較高。給斷奶仔豬飼喂含鋅2 500~3 000 mg/kg的日糧，其中大約90%~95%的鋅被排出,雖然這種高鋅日糧僅飼喂幾周，但排出鋅的總量會達到或超過生長肥育階段飼喂含鋅100 mg/kg日糧所排出鋅的總量。而用銅和鋅濃度高的豬糞堆肥，不僅對銅和鋅的處理困難，并且在土壤中還原也困難，阻礙可持續農業的發展。

砷和硒的污染:在豬的營養學中,砷既是一種必需的微量元素,又是一種有毒有害的元素。由于砷制劑作為飼料添加劑對畜禽機體代謝有良好的作用,并能加速骨骼生長,刺激骨骼造血機能，抑制腸道有害微生物等,所以砷制劑在豬飼料中的應用越來越廣泛；同時,砷對豬產品和環境的污染也越來越嚴重。1973年,世界衛生組織（WHO）宣布：硒是人類必需的微量元素,中國營養學會也于1988年把硒列為必需營養元素。目前,豬飼料中硒的添加量已經達到0.30~0.50mg/kg。至于豬對硒的吸收效率、排泄量、對環境的危害等,至今還缺少詳細的研究，也沒有明確的界定；但經過長期的蓄積產生的污染是不可忽視的。

1.2.3 抗菌藥物污染

我國有17種抗生素、抗氧化劑、激素類藥物和11種抗菌劑作為飼料添加劑用于飼喂畜禽。然而在使用過程中,已陸續出現危害人體健康的嚴重事件。最主要原因是抗菌藥物有很強的副作用,雖然它在短時間內具有提高豬機體免疫機能、促進生長發育和提高飼料轉化率等作用,但其在豬體內的殘留會威脅人類的健康。

1.2.4 細菌污染
飼料在儲藏過程中,受到細菌、細菌毒素和霉菌毒素的污染。據報道,能產生霉菌毒素的有9屬28種霉菌,主要是曲霉菌、青霉菌和鐮刀霉菌等。儲存的飼料在微生物作用下,蛋白質分解為氨氣、硫化氫、糞臭素等,脂肪分解產生酸、醛,它們對動物機體都是有害的。霉菌通過污染飼料影響豬與人的健康。

1.2.5 農藥對畜產品的污染

以六六六（BHC）和滴滴涕（DDT）為例,據日本1970年調查:牛肉、豬肉、雞肉和牛奶中幾乎都100%檢出含BHC,而以牛肉含量最高。據國內報道,依畜禽產品和出產地區的不同,豬肉、豬肉臟、雞肉、雞蛋中,BHC的檢出率為60~100%,超標率在3~87%（超標9倍以內者居多）；DDT的檢出率在0~100%,超標率在0~74%(超標6.5倍以內者居多)。人們食用上述產品后,脂肪中會積蓄DDT等農藥。據國內報道,我國人體脂肪中DDT含量已達到2.7~20.3 mg／kg,最高達31.8 mg／kg。當DDT在人體內積累到3 mg／kg時,就能阻止人體許多重要的酶活性；如積累到5 mg／kg時,就可引起肝細胞壞死。在提倡“綠色食品”和“有機食品”的飼料工業發展的今天,農藥對畜產品的污染已經作為飼料安全問題的一個重要議題而備受關注。

1.2.6 傳播人畜共患病

由于畜禽糞便中的污染物含有大量的病原微生物、寄生蟲及孳生的蚊蠅,會使環境中病原種類增多,菌量增大,病原體和寄生蟲大量繁殖,導致人、畜傳染病蔓延。由動物傳染給人的人畜共患病有90多種,這些人畜共患病的載體主要是畜禽糞便及排泄物。

1.2.7 影響社會穩定

豬場在城市郊區和農村居民區內,產生的惡臭對城鄉空氣環境質量造成了破壞，產生的噪音對環境也帶來影響。日趨嚴重的畜禽養殖污染導致的投訴日益增多,糾紛不斷發生,已成為農村和城市不穩定社會因素之一。

2 降低污染的營養學措施

2.1 原料的合理選擇

選擇原料首先要保證原料的90%來源于已認定的綠色食品產品及其副產品,其次,要注意選購消化率高、營養變異小的原料。再次是要注意選擇有毒有害成分低、安全性高的飼料,以減少有毒有害成分在豬體內累積和排出后的環境污染。

2.2 飼料的適宜加工

飼料加工的適宜程度對畜禽的消化吸收影響很大,不同的畜禽對飼料加工的要求是不一樣的。采用膨化和顆粒化加工技術,可以破壞和抑制飼料中的抗營養因子、有毒有害物質和微生物，改善飼料衛生,提高養分的消化率,使糞便排出的干物質減少1/3。

2.3 盡可能準確測定豬營養需要和飼料營養

動物不同的生長階段其營養需要差別很大,生產中要盡可能地準確估計動物各生長階段的營養需要及各營養物質的利用率,設計出營養水平與動物生理需要基本一致的日糧，這是減少養分消耗和降低環境污染的關鍵。

2.4 配制氨基酸平衡日糧

隨著動物營養中對蛋白質、氨基酸研究的不斷深入,豬日糧配制逐步由“粗蛋白”向“總氨基酸-可消化利用氨基酸－理想蛋白質氨基酸模式”過渡,在不影響豬生產性能的前提下，滿足低蛋白條件下的氨基酸平衡,避免日糧蛋白質的安全邊際量過大而造成的浪費，既節約了蛋白質資源又降低了氮的排泄。將豬日糧中的蛋白質含量每降低1%,氮的排出量則減少8.4%。按理想蛋白質模式配制的玉米-豆粕型日糧,使蛋白質水平可降低2~3個百分點，可降低生長豬的氮排泄量40%。

2.5添加劑的使用

2.5.1添加合成氨基酸

提高氨基酸平衡的簡單方法是采用合成氨基酸替代日糧中的蛋白質,以滿足豬對氨基酸的需要,減少糞中氮的排出量。如果日糧配制得當,應該至少可以達到典型玉米－豆粕型日糧同樣的生產性能。目前,豬日糧中廣泛應用合成賴氨酸,其它合成的氨基酸也將逐步得到應用,從而減少氮的排泄量及氨的散發量,降低了堆放糞尿中其它臭味化合物的濃度。

2.5.2 酶制劑

日糧中加酶制劑可提高氮的消化率。Johanlnborr(1992)報道，在飼料中加酶量正確時，每頭豬的氮排出量可減少10%～15%。豬日糧植物性飼料原料中的磷約2/3是以植酸磷的形式存在的,在正常條件下,這些植酸形式結合的磷不能或很少能被豬利用,所有未被消化的植酸磷隨糞便入環境,可能導致環境磷污染,尤其在集約化生產地區更易發生。在不添加植酸酶的情況下,豬對玉米中磷的消化率僅為16%,對豆粕中磷的消化率為38%。所以,在豬日糧中使用植酸酶可顯著提高植酸磷的消化利用率,減少無機磷的添加量,從而減少豬糞便磷排出對環境的污染。另外,植酸酶可提高豬對日糧蛋白質和氨基酸及鈣的消化率。因此,它可降低豬日糧的蛋白水平,減少氮對環境污染。

2.5.3酸化劑

酸化劑主要用于仔豬。通過降低消化道pH來影響仔豬對營養物質的消化作用,減少腹瀉率及腹瀉帶來的惡臭。大多數研究表明,日糧中添加有機酸可提高仔豬對蛋白質的消化和吸收，提高氮在機體內的存留。仔豬日糧加酸的效果與酸化劑的種類、添加量和飼糧類型有關,延胡索酸的適宜添加量為飼糧的2%~3%,檸檬酸為1%,而以乳酸為基礎的復合酸化劑一般添加0.1%~0.3%。從飼糧類型看,全植物性飼糧酸化的效果比含大量動物性飼料的效果要好。

2.5.4 微生態制劑

微生態制劑(EM)不僅含有大量的優質菌體蛋白,而且還含有豐富的維生素、生長素、酶和抗病毒物質等免疫活性物質。因此,在豬日糧中添加EM,不僅可增加營養,提高飼料的利用率,同時在環保方面,EM可以清除糞尿惡臭,凈化生態環境。EM中的微生物通過對有機固體物質和分解過程中產生的有害物質及分解產物進行發酵分解和合成,有效的降低了有毒有害物質的含量。

2.5.5 微量元素螯合物

微量元素添加劑已成為畜牧生產中不可缺少的一部分。無機鹽的效價一般都較低,而且人們不斷追求某些元素在高劑量時特殊的生理作用。所以許多元素的添加量遠遠超過了動物的正常需要量,如高銅、高鐵、高鋅等的添加,未被吸收的部分排出體外,又造成金屬離子污染，使水源、土壤中的某些金屬離子嚴重超標。近年來推出第三代微量元素添加劑－氨基酸微量元素螯合物,該物質在消化道內仍可溶,電中性可以防止金屬元素被吸附在有礙元素吸收的不溶解膠體上,而且這些螯合物近于金屬酶、金屬激活酶和一些激素的天然形態,故易吸收,效價高。

2.5.6 寡聚糖

目前動物營養界研究的寡聚糖都是功能性寡聚糖,它是一種動物微生態調節劑及免疫增強劑。近年來,國外研究證明,寡聚糖具有類似抗生素的作用,但卻具備無污染、無殘留、功能強大的特點因而成為動物營養界研究開發新型生態營養飼料添加劑的熱點之一,是取代抗生素的理想生態營養飼料添加劑。它可以促進動物腸道有益菌的增殖,提高動物健康水平；通過促進有害菌的排泄、激活動物特異性免疫等途徑,提高畜禽的整體免疫功能，有效地預防畜禽疾病的發生。

2.5.7 非營養性添加劑

有研究表明,膨潤土可與糞尿中氨結合,減少氨的散發量。生長豬飼糧中添加海泡石,可使糞尿中氨散發量減少。

2.5.8 中草藥添加劑

中草藥添加劑含有多種營養成分和生物活性物質,兼備營養和藥物兩種功能。中草藥對畜禽生長的促進作用主要依賴于其所含的生物活性物質,如薄荷中含有30多種抗菌活性物質,在豬飼料中添加250 g/t和500 g/t含5%精油的薄荷,日增重和飼料轉化率分別提高6.5%~10.0%和12%~17%,并且還可降低糞便中氮的排出量。

3 降低污染的飼養方式

3.1 階段飼養　
階段性飼養即根據豬的生長階段提供適宜營養組成的日糧,將縮短營養供應不足或供過于求的時間,可降低每頭豬的日糧成本,也是降低氮排泄量更經濟的方法。近年的許多研究報道表明,根據畜禽不同年齡、不同生理機能變化及環境的改變配制日糧,可以有效地減少氮磷的排放量。氨基酸需要隨畜禽年齡和生理狀態而異,要使氮的損失降到最低,必須經常調整氨基酸的供給量。對飼養種豬而言,實行階段飼喂對降低氮的排出是有益的，妊娠母豬對氮的需要量遠低于泌乳母豬,妊娠期重新配制日糧比使用同種日糧可降低氮的排出量15%~20%,且不影響繁殖性能。

3.2 公母分飼

不同性別豬的營養需要是不同的,將公豬、閹公豬、母豬分開飼養可以針對它們不同的營養需要進行日糧配制, 可以減少飼料浪費和污染,大大提高飼料營養的利用率。

4 降低污染的環境綠化措施

豬場周圍和場區空閑地進行植樹種草綠化環境,對改善小氣候有重要的作用。在豬場內的道路兩側種植行道樹,每幢豬舍之間栽種速生、高大的落葉樹,場區內的空閑地種蔬菜、花草和灌木。有條件的豬場最好在場區外圍種植5~10米寬的防風林。既可美化環境,又可減少場內空氣中有毒、有害的氣體、塵埃及空氣中的細菌數,對疫病防控意義重大。

5 糞尿的處理與再利用

5.1 應用生物技術處理豬排泄物

應用生物技術處理豬排泄物,將使糞尿排泄物不再是污染源,而是寶貴的能源。在未來的能源生產中,沼氣將扮演越來越重要的角色。16頭豬糞產生的沼氣相當于1 t汽油的能量。在養豬場內,建沼氣池,以豬糞及其污水和其它植物秸稈為原料,利用微生物厭氧發酵原理生產沼氣和有機肥,可以處理大量污染物,并能使其生化需氧量減少70％~90％。

5.2 應用生態凈化技術處理豬場污水

在養豬場內,建人工濕地碎石床,在碎石床上栽種耐有機物污水的植物,植物能吸收碎石床中的營養物質,凈化污水。同時,污水滲透石床后,在一定時間內會生長出生物膜，當根區有氧時，生物膜上的大量微生物把有機物分解成水和二氧化碳,同時通過氨化、硝化作用把有機氮轉化為無機氮。所以,人工濕地碎石床是植物的土壤,又是一種高效的具有凈化作用的生物濾床。

5.3 開發糞便綜合利用技術

還田仍是目前世界范圍內豬糞最主要的處理途徑。通過自然堆肥方法處理后,銷往附近縣鄉果菜農戶,既增加了收入又解決了部分糞便污染。建有機肥生產廠,通過建發酵池發酵,生產的綠原牌有機肥己遠銷附近省市。

5.4 作為再生飼料

豬糞含粗蛋白質3％~5％、粗纖維14.8％、鈣2.72％、磷2.13％。20世紀50年美國雞糞作為補充飼料的實驗成功后,日、英、法、德、澳、丹麥、前蘇聯、泰國、西班牙、中國等十幾個國家和地區開展了家禽糞便再利用研究。

5.5 發展生態型農牧業,實行資源多級利用

養殖業與種植業必須有機地整合在一個生態系統中,才能從根本上解決糞便污染問題。因此,必須建立綜合式生態農業生產體系,用生態學和生態經濟學的原理和規律,運用系統工程的方法來組織農、林、牧、漁各業生產,以便對營養物質進行多層次地分級利用,實現無廢物和無污染生產,并通過走農、林、菜與豬、禽、魚立體養殖之路,實現產品、土壤和環境的可持續健康發展以及資源的多級循環利用。

6 小結
近年來，我國的畜牧業尤其是養豬業取得了巨大的發展,一個重要問題也成了我們必須面對的現實,那就是隨著養豬業的發展而造成的環境污染問題。養豬業的發展,不能以犧牲動物福利、人類健康和生態保護為前提。在飼料和養豬生產中,我們必須遵守國家相關產品質量法和行業衛生標準。同時我們在動物遺傳育種、動物營養與疫病防治、高品質飼料原料的研發和使用、飼料加工工藝、飼料配方設計、飼養技術等方面,不但要利用好現有條件和技術,也要不斷加大研發力度,通過更科學的技術手段保證和促進養豬產業的健康發展。另外,我們要加強環保意識,運用先進的管理手段,利用和處理好養殖生產中的廢水廢渣,變廢為寶,促進養豬與生態環境的和諧、健康、可持續發展。