楊紅梅
(江永縣環境保護監測站,湖南 永州 425400)
近年來,我國的畜禽養殖業發展得越來越快,據統計,2016年,我國出欄了68 502萬頭的肉豬,年末生豬存欄量為43 504萬頭[1]。隨著畜禽業的不斷發展,其給農村環境造成的壓力越來越大,農村生態環境面臨持續惡化的威脅。當前,我國急需解決的問題是如何將畜禽養殖業的廢棄物進行減量化、無害化甚至資源化處理。本文介紹了畜禽養殖業的現狀和污染情況,探討如何治理畜禽養殖業污染,實現廢棄物的資源化利用。
畜禽養殖業對于環境的污染有很多,但主要集中在水體、大氣以及土地方面。畜禽養殖場排出的污水是一種高濃度的有機廢水,其中營養物質有很多,如N、P等。養殖場廢水不僅會污染地表水,使其營養化,還會滲透到土壤中,慢慢污染地下水,提高水體的NO2和NO3濃度。如果人們長期喝這樣的水,會使癌癥病發率顯著增加。研究發現,水源出現氮污染的主要原因就是養殖業污染。
另外,養殖場廢水含有動物排出的糞便,其中有大量病原微生物(污染源)。畜禽養殖中會產生大量CO2、CH4、NH4和H2S等氣體,因為畜禽飼料在一定條件下可以轉換為氨,畜禽糞尿在微生物作用下發生降解。CO2、CH4會使溫室效應更加嚴重,而NH3、H2S則會使環境酸化。空氣中的病原微生物會嚴重影響周圍居民的身體健康。
畜禽養殖業往往使用含有Cu、Zn、Fe、As等元素的添加劑,導致畜禽糞便中含有較多重金屬元素。而這些糞便中的重金屬和微量元素慢慢滲入土壤中,就會嚴重影響土壤中的有機物代謝,使得土壤平衡被破壞,最后影響農作物的正常生長,進而威脅人體健康。當前,畜禽廢棄物是農業土壤重金屬污染的重要成因。
畜禽養殖業污染嚴峻形勢,“十二五”期間,國家將農業污染源指標納入減排范圍,其核算指標為化學需氧量與氨氮。根據《全國環境統計公報》(2015年),中國當年廢水排放總量735.3億t。廢水中化學需氧量排放量2 223.5萬t,其中,農業源化學需氧量排放量為1 068.6萬t。廢水中氨氮排放量229.9萬t,其中,農業源氨氮排放量為72.6萬t。數據顯示,僅農業源的化學需氧量排放量占總排放量的將近一半,氨氮排放量占總排放量的1/3。而畜禽養殖業污染占農業源污染的95%,所以作為排污之首,畜禽養殖業“當之無愧”,其排出的污染物龐大,甚至超出了城鎮生活和工業源排出的污染物總量。
1.2.1 污染防治設施不健全
當前,我國畜禽養殖業缺乏科學的發展規劃,很多養殖場缺乏完善的管理制度,基本沒有配套的污染防治措施,如防雨設施、糞便堆放場地和污水收納池。有的糞便露天堆放,沒有采取任何防滲措施;有的污水收納池沒有任何防滲處理,隨意儲存污水和尿液。如果下雨,畜禽的糞便和尿液就會通過地表徑流進入地表水和地下水中,而其中含有氮、磷、重金屬及其他污染物質,會造成嚴重的污染。
1.2.2 投入資金太少
我國很多養殖場采取傳統的養殖方法,并且環境管理措施不健全。很多畜禽養殖場的環境保護意識單薄,往往不會投入較多資金,主動加強污染防治,大力建設相關設施。這嚴重影響污染減排工作的正常開展,減排進度十分緩慢。
1.2.3 畜禽養殖防治污染體系不完善
為了應對畜禽養殖污染日益嚴重的現狀,國家出臺了一些政策和法律法規。2013年,國務院發布了《畜禽規模養殖污染防治條例》,這是我國第一部國家層面的農業環境保護法規。這有助于推進我國畜禽養殖業廢棄物的資源化利用,引導畜禽養殖業走生態養殖之路,實現可持續發展。但是,目前很多人缺乏畜禽污染防治意識。國家要不斷完善污染防治政策和法律法規,從而提高政策的可操作性,使得畜禽養殖業污染治理更加高效[2-3]。
1.2.4 畜禽養殖單位缺乏污染防治意識
目前,我國很多養殖場仍然采用傳統的養殖方式,畜禽養殖廢棄物的治理意識不高,不能有效保護環境。在建立養殖場時,人們往往只考慮養殖,而不考慮廢棄物存儲、處理和再利用。很多養殖場隨意堆放糞便,污水不經處理隨意排放,使得周圍環境受到嚴重污染,威脅周邊居民的身體健康。而養殖場主為了眼前利益,缺乏治理畜禽養殖污染的積極性,渾然不顧政府對污染的治理要求。所以,畜禽養殖污染治理工作難以有效開展。
2.1.1 沼氣工程
畜禽養殖沼氣工程的原料是畜禽養殖場的糞便和污水,其原理是在厭氧條件下發酵,利用微生物的作用將糞便和污水中的高分子碳化合物變為小分子物質[4-6]。該工程是一個集污水處理、沼氣生產和資源化利用于一體的系統性工程。它不僅會減少環境污染,還能生產沼氣。作為一種清潔能源,沼氣不僅有照明的作用,還可以用在做飯、生產上,從而減少煤炭、天然氣和電力等資源消耗的消耗量。我國擁有成熟的沼氣技術,養殖場可以根據自身養殖規模來建造沼氣池。畜禽糞便經過發酵后,其產物沼渣、沼液是一種優質、高效的有機肥料,可以回用到土地中,盡可能達成零排放污染物的目標。
2.1.2 微生物燃料電池
微生物燃料電池是一種利用微生物將有機物所含的化學能直接轉化成電能的綠色產能技術。該技術具有很高的能量轉化效率,反應條件溫和,沒有污染。當前,我國生物燃料電池技術還處于萌芽階段,而其發展瓶頸是燃料電池功率較低。人們要大力研究非貴金屬催化劑、優化陰陽極材料、改善質子交換膜以及篩選和培養微生物等,從而破解燃料電池的發展瓶頸。研究發現,對修飾陰陽極材料進行改性,優化了微生物燃料電池的性能,極大地提高了該技術的功率密度。微生物燃料電池技術,不僅能有效處理畜禽養殖場廢水,還會產生電能,同時能夠解決環境治理問題和能源危機,實現真正意義的雙贏。
畜禽糞便中含有很多的有機物和營養物質,如氮、磷、鉀等,都是農業生產中的寶貴資源。我國傳統的農業施肥方式比較簡單,即堆肥后還田,有時甚至不堆肥直接還田。因為畜禽糞便中存在大量的病菌和蟲卵,如果直接還田,會嚴重影響農作物的正常生長,甚至危及人們的身體健康。
生物有機肥法是當前我國應用最廣也是最具有市場前景的一種方法。這種肥料是利用生物肥菌種,使畜禽糞便發酵、除去臭味,然后完全腐熟后再進行加工才形成的。這種有機肥可以調節土壤性能,使土壤肥力增加,促進農作物生長,進而大幅度增加產量。這種生物有機肥法將廢物處理能力和資源再利用能力融為一體,最終產物沒有任何毒性和氣味。
畜禽糞便含有大量的重金屬,但是當前沒有有效的方法來去除。因此,用畜禽糞便生產有機肥會對土壤產生一定危害,使用過多可能會加劇土壤重金屬污染。所以,人們一定要完善生物有機肥技術。當前,國家積極推廣有機肥,使用稅收政策和財政補貼,引導人們研究和開發有機肥技術,進而推動生物有機肥產業的發展。
研究表明,畜禽糞便中含有大量沒有消化的蛋白質、維生素、礦物質元素、粗脂肪和碳水化合物,如果人們采取合理的加工方法,就可以將其變成很好的飼料。但是,如果用畜禽糞便制作飼料,容易出現營養不均衡現象,如能量低、礦物質含量較高等。除此之外,畜禽飼料本身含有不少添加劑,導致糞便的添加劑含量較高。因此,用畜禽糞便制作飼料時,出現添加劑超標的可能性大大增加,嚴重時甚至會導致中毒,所以國家并不主張用糞便作為飼料的原料。
根據地方環境特點,人們可以制定合理的方案,對畜禽養殖業發展進行科學規劃,劃定禁養區和限養區。種植業結構要符合當地養殖業的規模和養殖廢棄物的特點。人們應將農和牧相結合,采用農養牧的方式來減少養殖業污染,從而實現養殖業廢棄物的資源化利用。
當前,我國畜禽養殖的規模化、專業化程度不高,根據《中國畜牧業年鑒2012》統計,2011年我國生豬規模化(年出欄≥500頭)養殖場(小區)數為23.780 6萬戶,非規模化養殖戶數為5 763.653 9萬戶,占總養殖戶數的99.6%。畜禽養殖散養化程度較高,導致畜禽廢棄物集中處理難以有效開展。所以,要積極鼓勵家庭養殖戶轉變養殖模式,發展規模化、現代化和集約化的養殖場,走清潔、生態養殖的道路。
政府相關部門要大力宣傳和推廣畜禽養殖污染的科普知識和防治技術,利用電視、網絡、宣傳欄和培訓班等平臺,讓人們了解養殖業會導致的環境污染,引導其掌握畜禽養殖清潔生產技術和污染防治技術[7-9]。這樣可以增強養殖單位的環保意識,提高其養殖污染防治的主動性和積極性,把“要我治理污染”變成“想要治理污染”。
我國畜禽養殖污染防治技術已取得了很大的成果,但是仍存在不足之處。畜禽糞便中的重金屬含量較高,因此,人們必須大力研究重金屬鈍化技術,確保安全后才能將糞便制成肥料或飼料。微生物燃料電池技術可以處理畜禽廢水,但該技術還處于起步階段,需要進一步研究才能廣泛推廣與應用。各地都要加大研究力度,根據自身環境和養殖特點,研發適合自身的畜禽養殖廢棄物綜合治理和利用技術[10-11]。這也是目前我國畜禽養殖污染防治的關鍵。
必須高度重視畜禽養殖業帶來的環境問題,單位積極建設污染防治設施,走清潔養殖之路,想要降低畜禽養殖污染的產生就一定要從根本上治理。政府要合理規劃,要對我國畜禽養殖業污染防治的相關法律法規進行完善,使法律法規的可操作性得到提升,使畜禽養殖業的污染治理工作有法可依。使我國畜禽養殖業盡快走向規模化、標準化和生態化。