家畜環(huán)境衛(wèi)生學：第九章 畜牧生產(chǎn)中的污染控制

NJAU顏培實第九章畜牧生產(chǎn)中的污染控制2第一節(jié)畜產(chǎn)公害的基本概念畜牧生產(chǎn)過程中，由于可以產(chǎn)生多種有害氣體、糞尿、尸體、雞的死胚與蛋殼，對人類環(huán)境產(chǎn)生了一定的危害。而在畜產(chǎn)品中由于某些元素的累積和富集、藥物的殘留，也可對人類健康和生命產(chǎn)生一定的危害，故統(tǒng)稱為畜產(chǎn)公害。3一、畜產(chǎn)公害的起因1、畜牧經(jīng)營方式與規(guī)模的變化4分散—集中（高密度、機械化）562、畜牧場由農牧區(qū)轉向城鎮(zhèn)郊區(qū)傳統(tǒng)的畜牧業(yè)分散、小規(guī)模、農牧結合、飼料就地取材、糞尿就地施用現(xiàn)在，城市化進程導致畜產(chǎn)品需求提高大量糞尿不能及時運走，城郊土地承受過多的畜產(chǎn)廢棄物73、化學肥料使用增多，糞尿堆積增加894、工農業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物污染（1）空氣污染10A、二氧化硫（SO2）B、氟化物、C、氮氧化物D、碳氫化物呼吸系統(tǒng)Ca、P代謝呼吸系統(tǒng)黏膜硫、氮及脂肪族化合物呼吸系統(tǒng)、血壓及毒性微生物傳播化工廠及汽車畜牧場A、惡臭B、塵埃1112氟化物對桑樹的危害13溫室效應(Greenhouseeffect)大氣吸收來自地球表面的較長波長的輻射，以提高地球表面附近大氣的溫度。H2O、CO2、CH4、CFC目前CO2每年增加0.4%，過去100年間增加25%，主要來自燃燒。大氣中CO2的清除海洋、森林、農作物的吸收。14氣候變暖歐洲氣候變暖的速度高于世界其他地區(qū)，如果近100年來溫度升高0.95攝氏度（夏天0.7，冬天1.1），其他地區(qū)的溫度僅升高0.7攝氏度。到21世紀，歐洲氣溫將有可能升高2.0至6.3攝氏度。歐洲環(huán)境組織認為，近10年來歐洲最熱的年度是1998年、2002年和2003年。近年來，全球平均每年以0.2攝氏度的速度在增長。15氣溫上升的影響雨量、海洋水平面的變化。雨量的減少將導致耕地的沙漠化。海洋水平面的升高將導致海岸地區(qū)的淹水。病媒繁殖區(qū)域的變遷。氣候變異（climatevariability）16氣候暖化對人體健康的影響1.熱衰竭與中暑。2.病媒及病原微生物。3.氣候暖化可能增加空氣中花粉和霉菌的濃度，從而引起氣喘或過敏的增加。4.空氣污染。5.飲水匱乏。6.移民問題。沙漠化，因而減少可耕地以及迫使居民遷移，傳染病、公共衛(wèi)生問題。7.災變。氣候的暖化可能引起較劇烈、較頻繁的臺風，從而導致公共衛(wèi)生的沖擊17解決溫室效應的方法改用不產(chǎn)生CO2的能源，如太陽能、核能。造林。減少采伐。使用替代能源（全球60%的人仍舊使用柴木燒飯）。18惡臭和溫暖化氣體北極浮冰區(qū)-4%/年南極松島冰川40億噸/年600年內浮于海面,+5米1955-大洋+0.06度IPCC:未來100年1.4-5.8度溫暖化氣體CO2CH4俄科學家推測，北極永凍土帶中埋藏的甲烷氣體總量是大氣中甲烷氣體含量的2500倍。1964年以來，新疆冰川減少了20%，冰儲量減少18%雪線高度則上升60米。全球水域平均冰凍時間向后推遲了8.7天，而開始解凍的時間則提前了9.8天。據(jù)此，他們推算出全球平均氣溫150年來升高了1.8攝氏度。飲鳩止渴、涸澤而漁RecentReductionsinChina’sGreenhouseGasEmissions,DavidG.Streetsetal1990-2000CO2-7.3%CH4–2.2%19空氣污染的控制合理選擇場址改進生產(chǎn)工藝，及時清除舍內糞尿和污水降低糞尿的PH值保持舍內干燥和通風科學地配制日糧添加劑的應用（沸石）20（2）水體污染：2005年11月，航拍受污染的松花江松花江污染帶抵達哈爾濱市區(qū)212211月20日7時，黑龍江省第一個監(jiān)測斷面即肇源斷面檢出苯超標。至12月19日20時，同江監(jiān)測斷面硝基苯濃度值首次達標，污染帶在黑龍江省松花江江段歷時30天。省、市環(huán)保局在肇源至同江874公里的江段上共設置17個監(jiān)測斷面，實施24小時不間斷監(jiān)測。1.21km/h30天+7天23哈爾濱水質達標恢復供水11月27日，硝基苯濃度為０.００３４毫克/升，達到國家標準24水生命之源腐敗有機物混濁惡臭溶解氧(DO)下降(5-10mg/L)氧氣充足:CO2NH3NO2-NO3-厭氣分解:CH4H2SNH3指標DOBODCOD（COD超標50－60倍，BOD超標70－80倍，SS超標12－20倍。）富營養(yǎng)化:進入水體之N，P，藻類大量繁殖,加大混濁度,進而使藻類缺氧死亡的過程.磷20mg/m3

無機氮300mg/m3

為富營養(yǎng)化25262728292003年主要河流排放入海的污染物量河

流COD

磷酸鹽氨

氮重金屬砷石油類污染物總量灤

河578050230120

10

2206410黃

河87214022018410200601610892640長

江27194707003030290363403340698902929360閩

江172340116019810

2530

1607760203760九龍江2329602020693037030420242730珠

江17640302414070790

91702680471201917930合

計576672097620

146460487306280127020619283030渤海31東海32南海3334無機氮35水污染的危害引起介水傳染病流行

取決于水體受污染的程度、病原微生物在水中是否生存及生存的時間長短引起急性和慢性中毒

取決于有毒物質的性質、毒物的濃度和作用時間等因素其他影響

水體的感官形狀發(fā)生變化，往往會影響水中有機物和溶解氧的含量，從而影響水中正常微生物的生長和繁殖，妨礙水中有機物的氧化和分解。36（3）土壤污染：372006年7月白色垃圾385、獸藥殘留獸醫(yī)無節(jié)制使用獸藥飼料添加劑中濫用抗菌素、促生長劑39二、污染與自凈自然界通過物理、化學和生物學方法，對有害物質具有一定的去除消害、降解、轉化、滅活作用，這一能力稱為環(huán)境的自凈。物理自凈：沉淀、稀釋、逸散化學自凈：氧化、還原、中和、轉化生物自凈：吞噬、分解、滅活40污染：有害物質的排放，超過環(huán)境的自凈能力所允許的量。生物富集例：若水中汞含量為0.0001mg/L，則浮游生物體內可達0.001-0.002mg/L，濾食性魚類體內0.2-0.5mg/L。41三、環(huán)境污染對家畜的危害環(huán)境污染:生態(tài)系統(tǒng)中原有的某種元素或物質數(shù)量大幅增加,或有害物質進入生態(tài)系統(tǒng),使生態(tài)平衡狀態(tài)遭受破壞的狀態(tài).原生環(huán)境問題(自然)次生(第二)環(huán)境問題(人為)廣泛性:延食物鏈傳播生物富集:物質濃度沿食物鏈逐漸濃縮的過程.潛在性:積累-臨床潛在性42次生(第二)環(huán)境問題過去4萬年間，人類挑戰(zhàn)自然、順應自然開墾耕地、亂伐森林、演變河流。沃土良田、農耕文化、都市文明環(huán)境污染自然環(huán)境：人類所制造的歷史產(chǎn)物，在不同的地域產(chǎn)生與之適應的變異生物群體。43農業(yè)污染面污染源包括各種無組織、大面積排放的污染源，如含化肥、農藥的農田徑流，畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的廢水、廢物等，北京近郊畜禽養(yǎng)殖場排放的有機污染物為全市工業(yè)和生活廢水所含有機污染物總量的3倍，滇池流域的面污染源所排放的氮磷污染占據(jù)了氮磷污染總量的60%以上。面源污染的控制應與生態(tài)農業(yè)、生態(tài)農村的建設相結合，通過合理使用化肥、農藥以及充分利用農村各種廢棄物和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的廢水。湖泊、河流、海灣的底部沉積物蓄積著多年來排入的大量污染物，稱為內污染源，目前已是水體富營養(yǎng)化和赤潮形成的重要因素，在適當條件下，還會釋放出蓄存的重金屬、有毒有機化學品成為二次污染源，對生態(tài)和人體健康造成長期危害，應與點源、面源污染一并考慮，進行綜合治理。441、引起家畜中毒急性危害：當具有高毒性的污染物高劑量進入空氣、水體、土壤和飼料中，通過呼吸道、消化道及體表接觸等多種途徑進入機體，可引起動物的急性中毒，出現(xiàn)特定污染物質中毒的特有癥狀，甚至死亡。慢性危害：環(huán)境中低濃度的有毒有害污染物長期反復對機體作用，引起動物生長緩慢、抗病力下降、毒害物質在體內殘留等。452、對畜產(chǎn)品的影響引起人體中毒，過敏性反應，病原微生物的抗藥性濫用添加劑（瘦肉精）提高動物的生長速度，增加瘦肉率，減少脂肪在體組織中的沉積。蒸煮、燒烤、微波處理后，藥物殘留無減少心跳加快、肌肉顫抖、肌肉疼痛、神經(jīng)過敏、頭疼西班牙：135（1989），43（1991），232（1992）；法國：26（1990）；意大利：62（1996）463、致癌、致畸、致突變Dioxin污染（奧特辛）氯乙烯誘發(fā)人和動物肝血管肉瘤，致畸胎474、其他危害一方面，養(yǎng)殖動物的體質下降，容易繼發(fā)感染各類傳染性疾病和寄生蟲疾??；另一方面，有害生物如病媒昆蟲及致病微生物大量繁殖與孳生，使許多傳染性疾病和寄生蟲病容易傳播與流行，造成更大的經(jīng)濟損失。48第二節(jié)畜產(chǎn)廢棄物的處理與利用農區(qū)53%牧區(qū)47%產(chǎn)值3.7%產(chǎn)量2.9%海域300萬平方公里千家萬戶副業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模城郊畜牧業(yè)廢棄物(NP)任意排放施肥不當灌溉擴大飼料添加劑農藥生物入侵(洪湖滇池)中國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境狀態(tài)公告(1999-2001)因陸源污染物排放,近岸河口及內灣魚蝦類產(chǎn)卵場,仔稚幼魚索餌場受到無機氮和磷酸鹽污染,水體呈一定程度富營養(yǎng)化平均規(guī)模:豬場650頭,雞場22000只,中小型占70%,污染的主要部分.1999年糞便19億噸,為工業(yè)固體廢棄物的2.4倍.49每1000磅活重之豬每天平均排出50磅包括氮5.8％，磷2.5％及砷1.4％(Miner,1971)。排泄物之物中糞中所含氮占33％而尿占67％(Smith,1971)。501、肥料512、生物畜床微生物與微生態(tài)的多樣性事例：森林的落葉層發(fā)酵床養(yǎng)豬523、腐熟堆肥法采用自然堆腐或高溫堆腐的方式，產(chǎn)生的高溫可殺死病原微生物，寄生蟲及蟲卵、草籽等做到無害化。腐熟的肥料可以施入耕地，增加土壤肥力，改善土壤結構。53

（a）無通風堆肥（b）有通風堆肥1-表層為已腐熟的堆肥；2-糞便及生活垃圾；3-有孔的管道；4-風扇自然堆肥54

糞便收集蔬菜專用肥花卉專用肥果樹專用肥其他專用肥前期干燥發(fā)酵后期干燥直接施用成品深加工糞便腐熟發(fā)酵工藝流程554、糞便干燥處理自然干燥（太陽能發(fā)酵熱蒸發(fā)）電熱機械擠壓5657雞糞的營養(yǎng)特點雞糞便(糞和尿)作為雞的代謝產(chǎn)物，其所含化學成分或營養(yǎng)成分受多種因素影響。營養(yǎng)價值一般以雛雞糞高于成年雞糞，肉雞糞高于蛋雞糞。(一)粗蛋白質為20.1%—34%，真蛋白占37%—45%，非蛋白氮(NPN)占60%左右。(二)干物質中的粗纖維含量為15%~17%。(三)灰分差異較大，蛋雞糞為29%左右，且鈣與磷的比例為3~5：1，肉雞糞粗灰分含量為17%，鈣磷比例為1.1~1.3：1。(四)B族維生素和維生素K含量豐富。(五)低能量肉雞糞喂牛、羊，其消化能在10.21兆焦／千克，蛋雞糞僅為7.53~7.95兆焦／千克。58雞糞的青貯方法聯(lián)合國糧農組織認為，青貯是很成熟的畜禽糞便加工方法，不僅可防止粗蛋白的損失，并且?guī)缀鯕缢械挠泻ξ⑸铩?一)鮮雞糞，加入甲酸及甲醛，0.3%（88%甲酸）0.5%（40%的甲醛）防腐、殺病原菌。(二)水分和養(yǎng)分平衡：可與飼草、水果和蔬菜廢料、塊根塊莖或其它來源的可發(fā)酵碳水化合物(糖蜜、谷物粉、糠麩等)混合，為乳酸菌形成乳酸提供可溶性糖分；水40%~65%。雞糞含水75%~80%，可經(jīng)過加入糠麩、草粉、作物的秸稈來調整水分含量。新鮮濕雞糞加入10%麩皮，其含水量即可達到60%左右的要求。59實例鮮雞糞40%、紅苕40%、麩皮10%、玉米粉10%、骨粉0.5%、食鹽0.3%配合青貯45天后代替奶牛精料的50%飼喂奶牛，奶產(chǎn)量和奶成分無變化，利用了資源，節(jié)約了成本。(三)填袋粗排水管或聚乙烯塑料袋。排盡空氣，頂部封嚴，扎緊。(四)發(fā)酵時間4—6周(五)無氮浸出物有3%左右的損失，適口性改善，無沙門氏細菌，大腸桿菌大大減少，細菌總數(shù)降低，無病原菌。其中的細菌，主要為不致病的乳酸菌和酵母菌，衛(wèi)生質量明顯改善。605、沼氣厭氧發(fā)酵，采用貯留池、發(fā)酵罐等形式，產(chǎn)生的沼氣用做能源，沼液還田，沼渣可以喂魚。上海東風奶牛場為例：糞便用刮糞裝置輸入發(fā)酵罐制取沼氣為全場提供能源；經(jīng)發(fā)酵后的沼渣和料液用作培養(yǎng)基，大量培養(yǎng)光合細菌，加工成蛋白質飼料；余下的糞渣作飼料基地的肥料；余下的料液流入無土栽培溫室，培植蔬菜等作物；經(jīng)無土栽培使用后的料液進入池塘養(yǎng)魚、鴨和水生植物。61常見的處理工藝全混合式沼氣發(fā)酵裝置，常溫發(fā)酵，物料滯留期40天左右，產(chǎn)氣率低，為0.13-0.3M3/M3·天;塞流式發(fā)酵工藝,并有攪拌、污泥回流和保溫裝置，發(fā)酵溫度為15-32℃,產(chǎn)氣率為1.2-2.0M3/M3·天;上流式污泥床反應器(UASB)或厭氧過濾器(AF),或兩者結合的工藝,其優(yōu)點是能夠使厭氧微生物很好地附著,進一步提高反應速度和產(chǎn)氣量。62636、厭氧處理與農業(yè)利用結合型64

豬舍固液分離固體處理

氣化池

緩沖池

曝氣池消毒池生物氧化池牧草地（果樹地、菜地）生物凈化池