摘要:隨著養豬業的快速發展和人們環保意識的提高,養豬業的臭氣污染問題已越來越突出,有關除臭技術的研究已成為無公害畜產品生產中的一個重要環節。為此,綜述了養豬生產中惡臭的來源、成分、危害以及目前在生產中發揮除臭作用的除臭劑的開發和利用現狀。
關鍵詞:豬;惡臭;除臭劑
中圖分類號:S828;X503.22 文獻標識碼:B 文章編號:1007-273X(2008)04-0012-03
畜牧生產中的臭氣是指對人體、動物產生有害作用的氣體物質和使人的嗅覺產生厭惡感的氣體,豬場所產生的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、吲哚、糞臭素和甲烷類等,是對豬場自身環境和周圍空氣造成污染的主要成分。資料表明,一個年產1018萬頭的豬場,每小時可向大氣排放1519kg氨。
3.7 復合型除臭劑
復合除臭添加劑的生產和研究將是今后的一個發展方向,已受到有關研究人員的關注和重視。由于它們具有疊加效應,所以有著較好的除臭效果。徐延生報道,應用沸石和EM微生物復合型除臭劑,可顯著降低豬舍的氨氣和硫化氫濃度.且日增重顯著提高。
4 小結
養豬生產中惡臭氣體的來源復雜,單靠某一種除臭技術很難取得良好的效果,只有綜合利用多種除臭技術,才能有效防止和減輕其危害.保證人畜健康,促進養豬生產的可持續發展。但目前有關除臭技術的研究主要集中在單一的措施的研究.綜合除臭技術方面的研究報道目前很少,對除臭作用機理的深入研究和復合型除臭劑的研究較少。筆者建議,同行科技工作者今后應加強以下幾個方面的研究:①加強除臭劑作用機理的研究。②開發出新型高效的復合型除臭劑,尤其是復合型植物除臭劑。③加強惡臭氣體來源及臭氣的相互作用的研究.為開發綜合除臭技術提供理論基礎。1415kg硫化氫和15億個細菌,其污染半徑可達415~510km。這些惡臭物質能影響人畜的生理機能,刺激嗅覺神經與三叉神經,對呼吸中樞發生作用,影響人畜的呼吸機能,甚至發生毒性。因此,目前人們正在利用各種技術來消除臭氣對大氣的污染。
1 豬場惡臭的來源
豬場惡臭主要來自糞便、污水、墊料、飼料、尸體的腐敗分解、消化道排出氣體、皮質腺、汗腺、外激素分泌物等,在上述物質中,以未處理的或處理不當的豬糞尿,危害最嚴重。
2 惡臭物質的主要成分和危害
養豬生產中產生的惡臭物質達200多種,主要包括揮發性脂肪酸、酚類、醇類、醛類、酮類及含氮雜環化合物等有機成分,另外還包括氨氣、硫化氫等無機成分。惡臭是由許多臭氣化合物經復雜的相互作用而生成的。其中危害最大的惡臭物質主要是氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)和揮發性脂肪酸(VFA)。
2.1 氨氣(NH3)
氨是五色氣體,具有刺激性臭氣,比空氣輕,易溶于水。氨氣常溶解在豬只呼吸道黏膜和眼結膜上,使黏膜充血、水腫,可引起上呼吸道黏膜充血、支氣管炎,嚴重者引起肺水腫、肺出血等。氨氣也可以通過肺泡進入血液,氨可刺激三叉神經末稍,引起呼吸中樞的反射性興奮。如果短期吸入少量的氨,可被體液吸收,變成尿素排出體外。而高濃度的氨,可直接刺激體組織,引起堿性化學性灼傷,使組織熔解、壞死,還能引起中樞神經系統麻痹、中毒性肝病、心肌損傷等癥。空氣中含有37.5mg/m3的氨,能使豬的增重滯緩。據研究報道,在氨氣濃度為50mg/m3的豬舍內,飼喂小豬4周,采食量下降15.6%,飼料利用率下降18%。
2.2 硫化氫(H3S)
硫化氫是一種無色、易揮發的惡臭氣體,比空氣重,易溶于水。硫化氫主要是刺激黏膜,當硫化氫接觸到豬只黏膜上的水分時,很快就溶解,并與黏液中的鈉離子結合,對黏膜產生刺激作用,引起眼結膜炎,表現流淚、角膜混濁、畏光等癥狀,同時引起鼻炎、氣管炎、咽喉灼傷,以至肺水腫。經常吸人低濃度的硫化氫,可出現植物性神經紊亂。長期處在低濃度硫化氫的環境中,豬只體質變弱,抗病力下降,生長速度下降,易發生腸胃病、心臟衰弱等。高濃度的硫化氫可直接抑制呼吸中樞,引起窒息和死亡。硫化氫濃度為30mg/m3時,豬變得畏光。喪失食欲,神經質;75~300mg/m3時,豬會突然嘔吐,失去知覺,最后因呼吸中樞和血管運動中樞麻痹而死亡。我國規定畜(禽)舍空氣中硫化氫含量最高不得超過15mg/m3。
2.3 揮發性脂肪酸(VFA)
VFA是一種混合氣體,以n-C4和i-C5臭味較強,其蒸氣有強烈的刺激性,對豬只眼睛和呼吸道有刺激性,并引起豬只煩躁不安,采食量下降,抵抗力降低,易患呼吸道疾病。在高濃度的VFA環境中,豬只出現嘔吐、呼吸困難和肺水腫。
3 除臭劑的開發與應用效果
目前,國內外研究出來的除臭劑已達20余種,有的是直接加入到畜禽糞尿中進行除臭。如沸石、綠礬、磷酸鈣pH緩沖劑等;有的是添加到畜禽飼糧中通過提高日糧營養物質的消化率來達到除臭的目的。如酶制劑、沸石、酸制劑等。目前的除臭劑主要有以下幾種類型:吸附型除臭劑、香料掩蔽型除臭劑、化學除臭劑、酶制品除臭劑、微生物型除臭劑、植物型除臭劑、復合型除臭劑等。
3.1 吸附型除臭劑
吸附除臭是采用比表面大、孔容大的具有優異吸附能力的物質利用分子間的范德華力將惡臭分子吸附于多孔性物質(吸附劑)中的除臭方法,常見的吸附物質有活性炭、活性炭纖維、各類沸石、某些金屬氧化物和大孔高分子材料等。據報道,給豬飼喂含10%沸石的飼料,豬糞干后的各種形態氮素含量都比對照組高,同時提高豬的日增重和飼料利用率。但大多數吸附型除臭劑是通過物理吸附起作用,因此,脫臭效果不充分,除臭率較低,吸附能力隨時間的推移而降低,溫度上升時,還會相反地放出吸附物。
3.2 香料掩蔽型除臭劑
盡管是堆肥中臭味產生的主要因素。但吲哚、糞臭素等的作用也不可忽視,而這些物質的去除又較為困難,因此,可采用掩蔽劑。即用天然芳香油、香料等芳香物質掩蔽惡臭。對H2S可用松葉油、香葉油、橙皮油等;對含氮的可用薄荷油、肉桂油等。其原理是用氣味比惡臭物質更強烈的香氣物質掩蔽惡臭的作用,兩者的氣味混合,相互抵消,從而減輕或完全消除臭氣的刺激,從而提高食欲。如用甘草、白術、蒼術、茴香等飼喂肉豬,使豬舍臭味降低。
3.3 化學除臭劑
化學除臭劑是利用氧化還原分解、中和反應、離子交換反應等將產生的惡臭物質變成無臭物質從而消除臭氣。可以分為氧化劑和消毒劑。
氧化劑:常用的氧化劑有過氧化氫、高錳酸鉀、硫酸亞鐵等。綠礬又名硫酸亞鐵,將其壓碎成粉狀,撤布在承糞板上棚糞相中,糞便接觸到硫酸亞鐵,使硫酸亞鐵溶解,糞池變成酸性,遏制了發酵分解,因此也不再散發惡臭。
滅菌劑:可殺滅糞便中的微生物,使糞便停止發酵。常用的有甲醛和多聚甲醛。應用時可直接噴灑在糞便中或倒入化糞池中。
3.4 酶制品除臭劑
酶制劑在生產中應用較多的是復合酶和植酸酶,應用這些酶制劑后,可使氮的利用率提高17%~25%,磷的利用率提高20%~30%,從而使糞便中氮、磷的排泄量大大減少,既可節約飼料,又能保護環境。在仔豬日糧中添加消化酶2周后,腸道內消化酶提高,豬糞排出量下降39%,6周后再下降18%,飼用微生物可使腸內容物、糞便中的氨含量下降。據李文剛報道,在豬飼料中添加植酸酶、復合酶后,豬糞尿磷排泄量分別減少了32%和24%。因而酶制劑的應用是飼料工業發展的必然趨勢。
3.5 微生物型除臭劑
(1)EM是有效生物群(Effective Microorganisms)的英文縮寫,20世紀90年代初由日本引入我國。據報道EM對環境除臭具有較明顯的效果。這可能與EM菌劑中含有光合細菌群有關。光合細菌作為有益菌群,一方面抑制了腐敗細菌的生長,改善有機物的分解途徑,減少NH3和H2S的釋放量和胺類物質的產生;另一方面它又可利用H2S作氫受體,消耗H2S,從而減輕環境中的惡臭。大量實驗表明EM微生物對糞便具有明顯的除臭作用。其除臭的主要機理為動物攝入的大量有益微生物在胃腸道內形成了生態優勢抑制了腐敗菌的活動,促進營養物質的消化吸收,防止產生有害物質氨和胺,使糞便在動物的體內臭味有所減輕。據北京環境監測中心對EM微生物除臭效果進行檢測的結果,在豬的飼料中添加EM微生物1個月后,惡臭濃度下降了97%,臭氣強度下降到2.5級以下,達到國家一類標準。據報道,在豬飼料中添加微生物除臭劑后,豬舍中NH3和H2S分別下降了38.6%和20.6%。
(2)蚯蚓糞:日本北島蚯蚓養殖場已利用蚯蚓糞制成了高效畜用除臭劑,其方法是將蚯蚓糞收集后篩掉雜質,將其干燥至含水率為35%以下即成。這種蚯蚓糞中主要含有機碳素和礦物營養素,粒徑大小為13mm。蚯吲糞粒跟活性碳等一樣,都呈現多孔質的結構,它能對各種臭氣成分進行吸附除臭,效力極強。此外,蚯蚓糞粒中還衍生著許多微生物,能分解成各種有機類消化酶和菌類,將其吸附的物質進行分解,臭味的消除就是臭成分被分解的結果。曾正清報道,在豬飼料中添加蚯蚓糞后,顯著降低了糞便中吲哚的含量。
3.6 植物型除臭劑
(1)絲蘭屬植物提取物:絲蘭提取物中具有的活性成分不僅可與消化道中的微生物協同作用幫助消化,而且可以和主要惡臭物質如氨和硫化氫等結合,減少臭氣的排放。據報道。在粗蛋白質含量16%和14%的飼糧中添加絲蘭提取物,豬舍氨氣揮發量分別減少48.8%、28.7%,硫化氫揮發量分別減少了49.1%、35.2%,據BOURNE研究報道,試驗開始時氨的濃度為40μg/kg,使用絲蘭提取物3周后降到30μg/kg,再過3周降到61μg/kg。絲蘭提取物不僅能去臭,還能提高肥育豬增重速度和飼料轉化效率。DUFFY等(1998)向25~30kg體重豬飼糧中添加120mg/kg的除臭靈,日增重較未添加組提高52%,背膘厚減少14%,尿素濃度減少12%~36%。用絲蘭提取物除臭,使用方便,添加量少,可以添加到調料中,用于喂豬,投量約為50~10μg/kg。也可以制成液體直接投放到-畜舍地面或糞池中。目前,絲蘭提取物在國外已廣泛用來做畜舍的除臭劑。
(2)茶葉提取物:茶葉提取物除臭可能主要為茶多酚的作用。并且可能是兒茶素B環上的OH提供H,同NH3反應生成銨鹽而使臭味減弱或消失。其次可能是茶葉提取物中少量的咖啡堿、碳水化合物、氨基酸等物質通過物理和化學作用吸附、中和、聚合、縮合臭氣物質。據報道,以含0.2%茶多酚的強化飼料飼喂30日齡豬,發現氨的濃度、酚、對一甲酚和糞酚的含量顯著減少,糞臭味顯著降低。
(3)菊芋:菊芋是加拿大的一種本地植物,長在地面下的塊莖富含碳水化合物菊糖,用化學的方法可以將其降解為簡單的果糖化合物一果聚糖。據資料報道。豬飼喂了含有菊糖的飼料后,促進了雙歧桿菌的生長,從而減少了豬的腹瀉,降低了糞便的惡臭。
(4)植物提取物:許多植物含有天然植物精油,具有特殊香味。據潘倩報道,樟科植物提取物添加在斷奶仔豬日糧中能夠進仔豬生長,抑制糞中脲酶活性,減少糞尿氮排泄。
(5)中草藥:中藥是取于自然并保持了其自然結構和生物活性的天然藥物。具有多種營養成分和生物活性,無毒副作用,能全面調整機體生理功能。多年來中藥飼料添加劑對畜禽促長防病的作用已得到普遍認可。而中藥除臭研究剛起步,報道甚少。戴榮國報道了在大發肉雞飼料中添加植物型除臭劑,顯著降低雞糞便中臭氣化合物的含量,并提高生產性能和飼料轉化率。在豬中應用尚未見到報道,相信隨著人們對健康的渴望以及綠色養殖的興起,中藥除臭的特點必將倍受關注。