養羊場糞便無害化處理中存在的問題及循環利用對策
從1996年到2010年,我國肉類總產量從4 584.0萬噸增長到7 925.8萬噸,奶類產量也從735.8萬噸增長到3 748.0萬噸。與此同時,我國的畜禽糞便產生量也由20世紀80年代的6.9億噸,增加至2008年的30億噸。研究預測,2020年我國畜禽糞便排放量將會比2007年增加37%。2014年我國羊出欄量達到3億只,羊糞便排放量有增大趨勢。在這種趨勢下,養羊場(戶)對羊糞便的無害化處理卻普遍存在問題。
1.養殖場(戶)對糞便無害化處理的意識淡薄。受傳統習慣影響及環保意識淡薄,養殖場(戶)對羊糞便很少采取集中堆放或治污措施,多直接清理到露天處,任其自然粉化流失,污水隨意流入水溝河道,嚴重影響農村環境衛生,也制約了農村生態經濟發展。
2.資金成為解決糞便污染問題的最大制約因素。在畜禽糞便污染治理中,國家和地方的專項投資都很少。在目前的技術經濟條件下,若完全依靠企業自身一次性籌集養羊廢棄物治理資金并承擔日常運行費用,將相當困難。
3.糞便處理技術有待提高。羊糞便的處理利用需要能源化、肥料化、飼料化及其他用途的種種技術嘗試。總體上看,這些技術是成熟的,但其成熟程度和經濟效益還有待于進一步檢驗。因此,相關科研機構和產業部門仍面臨進一步提高畜禽糞便無害化處理技術水平、降低投資和運行成本、擴大適用范圍等艱巨任務。
4.糞便處理規?;潭鹊?。目前,各地的養羊業發展和污染治理缺乏全局性規劃,種羊、肉羊規模養殖場(戶)的建設發展尚未完全納入統一管理,致使農村生態環境脆弱。一些污染容量較小的地區盲目發展規模養羊項目,結果給水源地和周邊環境帶來嚴重影響。
5.產業化程度不高,技術保障與服務體系不完善。技術保障與服務體系是否完善,是衡量羊糞便綜合利用技術是否具備商業化運行的基本標準。對于養羊者來說,迫切需要專業的服務部門,協助其結合區域特點、農牧業結構和養殖規模,按照資源化、無害化和減量化的原則,重構養羊業發展和廢物綜合利用模式,最大限度地挖掘農業循環經濟的潛力。
我國是畜禽生產大國。數據表明,2003年我國畜禽糞便產生總量約33億噸,是工業固體廢棄物產生量的4.2倍,其中1/3產自集約化養殖(羊、牛、豬)場,預計2015年這一數值將達到60億噸。國家環保局對全國23個省、市的調查結果顯示,我國有90%的規模養殖(羊、牛、豬)場未經過環境影響評價,80%的規?;B殖(羊、牛、豬)場缺少必要的污染治理投入,60%的養殖(羊、牛、豬)場缺少干濕分離這一最為必要的污染處理設施,80%以上的規?;笄蒺B殖(羊、牛、豬)場沒有足夠數量的配套耕地來消納其產生的糞便。在這種形勢下,畜禽糞便對生態環境各方面的影響不容小覷。
1.污染空氣。據分析,畜禽糞便散發出的臭氣中含有168種臭味化合物,含量較高的有氨氣、硫化氫、二氧化碳、脂肪族的醛類、糞臭素(甲基吲哚)、甲烷和硫醇類等。這些有害氣體散布到空氣中,會引發溫室效應、酸雨等現象。
2.污染水體。未經處理的畜禽糞尿,其中一部分氮以氨氣的形式揮發到空氣中,另一部分被氧化成硝酸鹽。這些硝酸鹽一部分滯留于土壤表層直接造成污染,更多的是滲入地下水或隨地表水流入江河,使水中硝態氮超標,造成污染。硝酸鹽如轉化為致癌物質污染了作為飲用水源的地下水,將會嚴重威脅人體健康,而這種地下水污染通常需要300年才能自然恢復。
3.污染土壤。一方面是氮、磷污染。羊糞便中的氮、磷主要來自飼料中未被吸收的氨基酸和植酸磷,它們進入土壤后會轉化為硝酸鹽和磷酸鹽。排出的磷一部分被吸附于土壤表面,與土壤中的鈣、銅、鋁等元素結合成不溶性復合物,造成土壤板結,影響農作物生長。畜禽糞便中還含有大量的鈉鹽和鉀鹽,如將其直接用于農田,過量的鈉和鉀發生反聚作用,會使土壤通透性降低,破壞土壤結構。另一方面是微量元素、重金屬污染。一般認為,土壤中可給態銅和鋅分別為100~200毫克/千克和100毫克/千克時,即可造成土壤污染和植株中毒。以一個規模為10萬只的肉雞養殖場為例,若連續使用有機砷生長劑,15年后其周圍土壤中的砷含量就會增加1倍,屆時當地所產的大多數農產品的砷含量都將因超過國家標準而無法食用。據報道,我國每年使用的微量元素添加劑為15萬~18萬噸,其中約有10萬噸未被吸收利用而污染環境。另外,高劑量的金屬元素在動物肉制品中大量積聚,也會直接威脅人類健康。
4.病原微生物污染。據報道,畜禽糞便中含有150多種人畜共患病的潛在致病源,主要為大腸桿菌、沙門氏菌、賈第蟲(鞭毛蟲)、彎曲菌及原蟲等。在畜禽養殖場排放的污水中,平均每毫升含有33萬個大腸桿菌和69萬個大腸球菌,每升沉淀池污水中含有190多個蛔蟲卵和100多個毛首線蟲卵。另外,羊糞便中的病原微生物存活時間較長,常規滅菌很難將其消滅。因此,隨意堆放、拋灑未經無害化處理的畜禽糞便,不僅會嚴重污染環境,而且會傳播疾病。
5.藥物添加劑污染。規?;B殖中大量使用的抗菌類和激素類藥物也會隨糞便被排放到環境中造成污染。抗菌類藥物的廣泛使用會使病原微生物耐藥性增強,甚至會誘導其產生耐藥性基因,造成免疫抑制,影響養羊、養豬業的有效防疫。
1.做好糞便處理。從保護環境和資源再利用的角度,可以把羊糞便加工轉化為燃料、肥料、飼料產品等。目前,河南省養羊場的糞便處理方法有物理法、化學法、生物法幾種。物理處理法分為雨污分流、干濕分離法?;瘜W處理法分為加熱氧化、化學氧化、生物氧化法。生物發酵處理法分為沼氣池、好氣氧化池與堆肥法等。各養殖場戶可據實際情況進行選用。
2.采用減污生態環保技術措施。①可消化氨基酸平衡技術。即根據羊的不同生長階段和生理需要,配制既營養均衡、又降低蛋白質含量的日糧,增強其抗病能力或調控其生理與代謝水平。②酶調控技術。對于不同飼料原料,添加不同的非淀粉多糖酶或植酸酶,從而減少糞尿中的氮、磷排泄和臭氣排放。③利用微生態調控技術進行藥殘控制和臭氣減排。如應用微生態制劑EM取代飼糧中的抗生素,進行藥殘控制。EM菌劑可在動物體內創造有利于其生長的微生態環境,維持腸道正常生理功能,提高飼料利用率。同時,其還富含雙歧因子,可刺激益生菌增殖,抑制腐敗菌繁殖,降低腸道和血液內毒素及尿素酶含量,從而減少有害氣體產生。
3.“養羊-沼氣-種菜(果、林)”生態循環利用?!梆B羊-沼氣-種菜(果、林)”生態循環利用是指以沼氣工程為紐帶,以種植業為前提,以養羊為中心的養殖、種植、沼氣等多業結合的生態循環農業模式。即利用羊糞便產生的沼氣、沼液、沼渣(即“三沼”)種植蔬菜、水果、經濟林,實現“養羊-三沼-種菜(果、林)”生態循環發展。①“三沼”在蔬菜種植中的應用。沼氣燃燒產生的二氧化碳可作為蔬菜氣肥,沼氣還可用于棚內照明和取暖。沼液含有氨基酸、某些抗生素,可用于浸種育秧、葉面噴施、果園滴灌、水培蔬菜和飼喂豬、魚等,有明顯的增產作用和抑菌作用。沼渣可用作基肥,一般每667平方米施腐熟沼渣2 000~2 500千克;作追肥使用時,每667平方米追施1 500千克。②“三沼”在糧食種植業上的應用。在糧食作物栽培中,可用沼渣作基肥,一般每667平方米施100千克,可增產9.00%~26.40%。③“三沼”在果樹、經濟林種植業上的應用。一是將沼液稀釋后用于果樹葉面施肥,收效快,利用率高。二是用沼渣作追肥,對于3~5年初掛果樹應施3次肥,分別是:花前肥,每株施沼渣25千克;壯果促梢肥,每株施沼渣50千克;還陽肥,早熟品種在采果后施,中遲熟品種在采果前施,每株施沼渣25千克。④“三沼”在食用菌種植業上的應用。沼渣可用于栽培平菇、靈芝等。利用豬糞沼渣45%、鋸木屑55%、石灰1%、碳酸鈣1%栽培黑木耳,出耳率達100%。
陳直 張曉偉 王志勇 姚秋菊 原玉香 高冠英 宋紅杰 河南省農業科學院“521”生態循環項目組 450000
