山西省畜牧業(yè)立體污染現(xiàn)狀及防治對策

趙 亮 ，李向陽 ，趙 明 ，趙瑞萍

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心，山西太原030031）

畜牧業(yè)立體污染是農(nóng)業(yè)立體污染的重要組成部分[1]，是畜牧業(yè)生產(chǎn)過程、飼養(yǎng)管理過程、交易和加工過程及畜禽病原微生物4個方面造成的對大氣、土壤、水體和生物立體污染及其危害。

畜牧業(yè)立體污染概念的提出[2]，提醒我們治理畜牧業(yè)污染，需要從整體上加以考慮。從畜牧業(yè)立體污染防治角度來講，我們必須盡快全面實施一體化的綜合防治理論與技術(shù)研究，重點開展主要污染物在水體－土壤－生物－大氣系統(tǒng)中遷移規(guī)律的研究及高新技術(shù)在立體污染防治中的應(yīng)用研究。這樣有助于人們從系統(tǒng)與整體的角度更好地認(rèn)識和解決畜牧業(yè)污染問題。

1 山西省畜牧業(yè)立體污染的現(xiàn)狀

1.1 水體污染

山西省地處黃土高原，境內(nèi)河流全屬外流水系，水資源比較匱乏。當(dāng)前，山西省水環(huán)境污染加劇的趨勢雖有所遏制，但水環(huán)境質(zhì)量仍難以根本改善。對水污染防治，環(huán)保部門往往只注意工業(yè)廢水和生活污水，實際上畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿量也很大[3]（表1），其中攜帶有大量的化學(xué)成分（表2），對水體的污染負(fù)荷，已經(jīng)成為更大的污染源。

1.2 大氣污染

山西省作為煤炭工業(yè)大省，在拉動經(jīng)濟(jì)快速增長的同時，也帶來了嚴(yán)峻的工業(yè)環(huán)境污染。在治理工業(yè)污染的同時，我們也要重視畜牧業(yè)對大氣的污染危害。養(yǎng)殖場對空氣的污染包括惡臭、塵埃與微生物。

表1 各種畜禽糞便的日排放量 kg/只

表2 畜禽糞便的化學(xué)成分%

1.3 殘留潛在污染

由于目前山西省畜禽養(yǎng)殖仍然以散養(yǎng)為主，養(yǎng)殖戶的法律意識淡薄和素質(zhì)不強，加上政府監(jiān)管不到位，養(yǎng)殖戶為了追求最大的經(jīng)濟(jì)效益，將禁用藥物當(dāng)作添加劑使用的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。雖然“瘦肉精”等嚴(yán)重為害人類健康的藥物殘留[4]已得到有效控制，但一些抗生素等藥物違規(guī)使用仍然存在，如為雞蛋變黃而使用促進(jìn)色素沉積的阿散酸、為皮膚色澤好看而使用洛克沙砷、為增強褐色蛋殼的色澤而使用土霉素藥渣等以及屠宰前使用獸藥用來掩飾有病畜禽臨床癥狀以逃避宰前檢驗，這些都造成畜產(chǎn)品中的獸藥殘留。長期食用藥物殘留超標(biāo)或含有違禁藥物的肉、蛋、奶等食品及以這些初級產(chǎn)品為原料加工制成的食品，藥物就會不斷在人體內(nèi)蓄積，當(dāng)蓄積到一定程度時就會使人的心、腦、肝、腎等重要器官受損，對人的健康造成危害。因此，必須采取有效措施控制藥物殘留。

2 研究內(nèi)容、方法、技術(shù)路線

本研究主要調(diào)查太原市周邊地區(qū)的養(yǎng)殖規(guī)模以及這些養(yǎng)殖場糞污排放量，同時對飼喂畜禽的飼料和畜禽肉品質(zhì)及糞便中殘留物質(zhì)進(jìn)行測定，評價畜牧業(yè)對環(huán)境的污染程度，并對其原因進(jìn)行簡單闡述。通過對國內(nèi)外多種畜禽糞尿和污水處理方法的處理工藝、處理能力、經(jīng)濟(jì)效益和主要優(yōu)缺點的深入比較和分析，找出了適合山西省畜禽養(yǎng)殖業(yè)的治污思路和措施（圖1）。

3 山西省畜牧業(yè)立體污染的防治對策和建議

3.1 借鑒國外畜禽養(yǎng)殖業(yè)的環(huán)境管理經(jīng)驗

畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家或地區(qū)[5]對畜禽糞尿污染的防治，已經(jīng)形成了法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的完整體系。除了立法管理以外，美國還十分注重通過農(nóng)牧結(jié)合來化解養(yǎng)殖業(yè)的污染問題。養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)高度結(jié)合，在飼料、飼草、肥料上形成相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的關(guān)系，養(yǎng)殖場的動物糞便或通過輸送管道或直接干燥固化成有機肥歸還農(nóng)田，基本上沒有了污染物的排放，也就無須投入大量污染治理設(shè)施。

為了防治養(yǎng)殖業(yè)污染，日本制定了《廢棄物處理與消除法》、《防止水污染法》和《惡臭防止法》等7部法律，對畜禽污染防治和管理進(jìn)行了明確規(guī)定。日本政府實行了鼓勵養(yǎng)殖企業(yè)保護(hù)環(huán)境的優(yōu)惠政策，即養(yǎng)殖場環(huán)保處理設(shè)施建設(shè)費50%來自國家財政補貼，25%來自都道府縣，農(nóng)戶僅支付25%的建設(shè)費和運行費用。

加拿大也主要通過立法進(jìn)行畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染防治和管理。由于加拿大對養(yǎng)殖業(yè)污染的治理以畜禽糞便的土地消化利用為主，禁止將畜禽養(yǎng)殖場污水排放到河流中，所以，無需花費大量的資金投入到污水處理上。

3.2 吸取國內(nèi)大城市畜禽污染治理的教訓(xùn)

上海地區(qū)單位面積畜禽平均飼養(yǎng)量遠(yuǎn)高于國內(nèi)其他地區(qū)，因此，畜禽糞便引起的環(huán)境矛盾較國內(nèi)其他地區(qū)突出。上海市政府決定，從1999年起，市政府每年投資6 000萬元，有關(guān)區(qū)縣政府提供1/2的配套資金，鄉(xiāng)鎮(zhèn)及牧場也要投入資金，解決該市畜禽污染問題。但治理超過10 a，得到的教訓(xùn)是投入高，效益低，資源未充分利用，畜禽污染防治問題沒有得到根本解決，說明只有資源化循環(huán)綜合利用才是根本出路。

太湖流域由于畜禽糞便的隨意排放造成水體富營養(yǎng)化，最終引起藻類大量繁殖，造成嚴(yán)重水體污染，政府部門大力采取措施，對水域進(jìn)行清除處理，但效果并不明顯，原因是沒有從源頭上找到問題。從太湖水污染事件中吸取的教訓(xùn)是：磨盤山水庫水源地的保護(hù)一定要抓好，預(yù)防庫區(qū)水質(zhì)富營養(yǎng)化。尤其在磨盤山水庫水質(zhì)已存在造成富營養(yǎng)化的條件時，更要加大防治力度。

4 研究推廣畜牧業(yè)環(huán)境污染防治技術(shù)

4.1 畜牧業(yè)生態(tài)工程技術(shù)

根據(jù)家畜生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，將動物（畜禽）及其生存環(huán)境和人類社會活動作為一個有機整體考慮，對營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行多層次的分解利用，全面而又系統(tǒng)地進(jìn)行畜牧業(yè)生產(chǎn)，變廢為寶，實現(xiàn)無廢物、無污染生產(chǎn)[6]，使畜牧業(yè)生產(chǎn)向著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和可持續(xù)方向發(fā)展。

現(xiàn)在很多科技園區(qū)將畜禽糞便進(jìn)行堆肥發(fā)酵、沼氣發(fā)酵和沼液還田，使整個園區(qū)成為一個開放式的生態(tài)系統(tǒng)[7]。園區(qū)內(nèi)的優(yōu)質(zhì)牧草可以喂養(yǎng)畜禽，畜禽產(chǎn)生的糞水一部分直接施入果園，一部分進(jìn)入沼氣池，經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼氣又可供園區(qū)采暖和發(fā)電，解決了能源問題，沼液用于澆灌園區(qū)苗木、蔬菜和果園，減少了化肥施用量，同時提高了蔬果品質(zhì)，增加了產(chǎn)量，提高了果樹的防凍能力和抗病蟲害能力，節(jié)省了成本。沼渣可用來養(yǎng)蚯蚓，作為動物蛋白質(zhì)飼料的來源，剩余的廢渣還可以作為肥料來使用，可以改良土壤，防止土地板結(jié)。通過果-草-畜相結(jié)合的模式[8]，使沼氣、沼渣和沼液得到充分的綜合利用，既防止了畜禽養(yǎng)殖污染，改善了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，又促進(jìn)了農(nóng)牧業(yè)的健康發(fā)展。

例如，位于太原市小店區(qū)的綠康源生態(tài)農(nóng)業(yè)公司，將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合起來，養(yǎng)殖業(yè)的糞便和污水作為原料生產(chǎn)沼氣，用于本企業(yè)的生活生產(chǎn)能源，沼液和沼渣通過處理作為肥料施用于本園區(qū)的蔬菜大棚，實現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)部的良性循環(huán)，同時創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

4.2 糞便的再利用技術(shù)

隨著集約化程度的提高和養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，忽視了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的管理問題。通常動物飼養(yǎng)者和飼料生產(chǎn)者為最大限度地發(fā)揮動物的生產(chǎn)性能，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，往往在配合飼料生產(chǎn)中添加一些能促進(jìn)畜禽生長、但可能對環(huán)境和人體健康造成傷害的物質(zhì)，這些物質(zhì)最終沉積到糞便中。在施用畜禽糞便[9]的過程中，向水體環(huán)境無序排放氮、磷、銅、鋅等有機質(zhì)及藥物添加劑等物質(zhì)，在一定區(qū)域內(nèi)又不能及時被植物轉(zhuǎn)化，通過長時間的營養(yǎng)富集，造成土表層和地下水惡化，而且也會導(dǎo)致病原菌的擴散，對畜禽及人類的健康構(gòu)成威脅，影響人類的生存環(huán)境。

采用傳統(tǒng)的方法把糞便直接還田往往難以消化，必須借助于高科技手段和裝備，高效率地把畜禽糞便轉(zhuǎn)化為可用的資源。山西省有些地區(qū)把畜禽糞便干濕分開，干糞可利用高效菌種發(fā)酵轉(zhuǎn)變成飼料，高濃度糞水可采用厭氧發(fā)酵原理產(chǎn)生沼氣[10]。這種方法既產(chǎn)生了新的能源，又能對發(fā)酵液進(jìn)行綜合開發(fā)利用，實現(xiàn)生物質(zhì)能的多層次循環(huán)利用。有的地區(qū)采用煤、油或電等能量進(jìn)行人工烘干，使原有糞便中70%的水分降到8%以下，同時達(dá)到去臭、滅菌的效果，產(chǎn)生可用的有機肥。還有的地區(qū)采用低等的動物蠶食畜禽糞便，在分解大量廢棄物的同時，也提供了動物蛋白飼料及大量優(yōu)質(zhì)有機肥。土壤在獲得肥料的同時凈化了糞便，節(jié)省了糞便的處理費用，提高了畜禽糞肥的還田利用率，使畜禽糞便資源商品化，以較低的投入達(dá)到較高的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 開發(fā)和應(yīng)用環(huán)保飼料，提高飼料利用率

隨著人類生活水平的日益提高，人們對綠色安全食品的需求量在不斷加大。在飼料資源日趨緊缺的今天，通過合理選擇飼料原料，依據(jù)利用率高的原料來制定日糧配方，可以減少飼料原料的浪費，防止畜禽營養(yǎng)過剩，降低環(huán)境污染，增強動物的抗病能力，改善動物產(chǎn)品的品質(zhì)。

畜禽排泄的大量含氮物質(zhì)是造成畜牧業(yè)環(huán)境污染的重要原因，這些物質(zhì)主要來自飼料中未被消化利用的粗蛋白和氨基酸的降解。它們滲入地表水、地下水和飲用水中造成水的污染，使水體富營養(yǎng)化，并產(chǎn)生臭氣。通過改進(jìn)飼料加工工藝，利用理想的能量蛋白、氮磷和氨基酸平衡，降低飼料中的粗蛋白水平，達(dá)到動物所需的適宜比例，則豬糞尿中氮的排出可減少50%以上。

磷是動物生長所必需的重要元素，過量的磷排泄容易導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，也會影響作物對其他營養(yǎng)元素的吸收。飼料中添加植酸酶[11]，可水解植酸鹽，釋放出無機鹽為動物吸收利用，從而降低排泄物中磷的含量。如在豬日糧中使用200～1 000個單位的植酸酶，可以減少糞便中磷排出量的25%～50%。

高銅、高鋅日糧對于動物確實有促進(jìn)生長和防腹瀉效果，并被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。過量的礦物元素經(jīng)動物排泄后，從而對土壤和水體造成污染，不僅不利于畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，最終還可能威脅到人類健康。微量元素以螯合物的形式添加到飼料中，可以提高其消化利用率，降低對環(huán)境的污染。目前，以蛋氨酸鋅、蛋氨酸錳、賴氨酸銅等對動物的效果最好。

在飼料生產(chǎn)中，抗生素、激素類物質(zhì)被長期使用，導(dǎo)致畜禽產(chǎn)品存在藥物殘留，對人、畜某些疾病的預(yù)防和治療造成困難。微生態(tài)制劑通過調(diào)節(jié)胃腸道內(nèi)的微生物群落，促進(jìn)有益菌的生長繁殖，對提高飼料的利用率作用明顯。飼料中添加酶制劑，可降低畜禽氮磷和其他礦物質(zhì)元素的排泄量，有利于環(huán)境保護(hù)。發(fā)展微生態(tài)制劑、酶制劑和中草藥等綠色環(huán)保飼料添加劑[10]，以降低或取代抗生素的使用，減少養(yǎng)分和臭氣的排放，提高畜禽對飼料的利用率。開發(fā)和利用生態(tài)環(huán)保型飼料已成為未來飼料發(fā)展的一個新動向。

5 結(jié)論

隨著山西省畜牧業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，畜產(chǎn)品數(shù)量大幅度增加，人們對營養(yǎng)和健康的問題越來越關(guān)心，對畜產(chǎn)品的安全與衛(wèi)生要求也越來越嚴(yán)格。要從源頭上解決畜牧業(yè)環(huán)境污染、保障畜產(chǎn)品安全，必須運用生態(tài)營養(yǎng)學(xué)理論，進(jìn)行環(huán)保飼料配方技術(shù)的研究與產(chǎn)業(yè)開發(fā)[12]，通過制定法規(guī)、加強管理監(jiān)督加以控制。為了我們生存的環(huán)境生態(tài)平衡，通過營養(yǎng)平衡配方技術(shù)，采用酶制劑、飼料添加劑等生物技術(shù)措施，可以降低糞便中氮、磷和一些微量元素對環(huán)境的污染。在控制和減少畜禽糞便排放量的同時，必須重新理解和認(rèn)識畜禽糞便廢棄物的資源意義，更加合理、有效地利用畜禽糞便資源，大力發(fā)展沼氣池，發(fā)展生態(tài)型畜牧業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)工程，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。總之，山西畜牧業(yè)要走可持續(xù)發(fā)展道路，必須重視廢棄物的處理利用，才能為人類提供更多、更安全的畜產(chǎn)品。

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