畜禽粪便无害化处理技术研究进展

        背景： 我国是传统的农业大国，养殖业正向规模化、集约化快速发展，同时产生了大量畜禽粪便。据估算，2009年我国畜禽养殖业粪便产生总量为32.64×108ｔ鲜重。目前，畜禽粪便主要靠耕地消纳，但畜禽粪便施用太多会导致耕地负荷粪便过载，造成土壤污染和作物减产。欧盟农业政策规定，粪肥年施氮（Ｎ）量的限量标准为170 kg／hm2。朱兆良等提出我国耕地的粪便年施氮（Ｎ）量应控制在150～180 kg／hm2 。杨飞等研究表明，2009年我国平均单位耕地面积的畜禽粪便氮负荷达138.13 kg／hm2 ，而四川等六省都已达到202.98 kg／hm2 以上。可知我国畜禽粪便产量存在区域差异，部分地区产量过大。因此畜禽粪便若无法得到有效处理，会严重影响环境卫生及制约我国经济发展。
        1 我国养殖现状
        我国是人口大国，对肉、奶、蛋的需求量逐年上升，这也促进我国养殖业的发展。由散养逐渐转化为集约化养殖，养殖规模也越来越大。2005年至2014年，国家统计局网站公布的数据显示，我国养殖业肉奶蛋的产量逐年增加，肉类产量增加25.5％，牛奶产量增加35.3％，禽蛋产量增加18.7％。畜禽粪便产量随之增加，1999年我国畜禽粪便产量为19×108ｔ，2009年畜禽粪便产量为32.64×108ｔ。据估算，2020年全国畜禽粪便的产生量将达到42.44×108ｔ。畜禽粪便引发的环境问题日益严重。
        2 禽粪便处理不当的危害
        畜禽粪便的化学成分随饲养水平、饲料成分、动物消化水平不同而变异很大。李书田等分析了我国20个省（市）主要畜禽粪便的养分含量，其平均值见表１。

        畜禽粪便富含氮（Ｎ）、磷（Ｐ）、钾（Ｋ）等养分。2002年，我国畜禽粪便中Ｎ、Ｐ、Ｋ 产生量相当于同年施用化肥中氮（2157.3×104 t）、磷（712.2×104ｔ）、钾（422.5×104 ｔ）的70.9％、89.8％和25.1％。但畜禽粪便含大量病原菌、寄生虫及Zn、Cu 等重金属，未经处理或处理不当会对水体、空气、土壤造成污染。
        2.1 对水体的污染
        畜禽粪便含氮、磷及有机质，如果直接排放入水体中或施用后氮、磷流失，使水体富营养化。Edwards 等研究表明，粪便随雨水流失的流失物化学需氧量（COD）及悬浮固体（TSS）均比无机肥料高。粪便中的大量病菌、寄生虫及其虫卵会污染水源，引发传染病。养殖场排放的污水平均每毫升含有33万个大肠杆菌和69万个大肠球菌；每1000 ml 沉淀池污水中含有190多个蛔虫卵和100多个线虫卵。
        2.2 对空气的污染
        畜禽粪便能产生大量具有恶臭气味的气体，对空气产生严重污染，进而影响人类健康。这些恶臭气体种类繁多，目前已确定的约有168种。一般按化学性质分为4类，即含硫化合物、含氮化合物、挥发性脂肪酸及芳香族物质。恶臭气体会影响养殖场附近居民的身体健康。Avery 等研究发现臭气能抑制人的粘膜免疫功能，使唾液中的免疫球蛋白Ａ的含量及其分泌效率都降低。

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