畜禽规模化养殖与废弃物处理

畜禽规模化养殖与废弃物处理,陈明元,2014年5月15日,主要内容,中国畜禽养殖业发展与特征 畜禽养殖养分循环与环境效应 畜禽养殖废弃物管理与利用 重庆市微生物肥料工程技术研究中心简介,中国畜禽养殖业发展与特征,概述,传统畜禽养殖业 我国传统的畜禽养殖采取一家一户的家庭养殖。分散型畜禽养殖户是我国最传统的畜禽养殖模式。由农户自家经营，养殖成本小、经营灵活，养殖份额仍在全国畜禽养殖中占据较大比重。 特点： （1）以户为单元分散饲养，人畜混居，畜禽散养散放 （2）养殖品种单一，规模小 （3）商品化程度较低 （4）畜禽养殖业资源开发利用方式粗放、综合利用水平低,中国畜禽养殖业发展与特征,概述,现代畜禽养殖业 在市场经济驱动下，随着人口增长及城市化进程，对肉、禽、蛋、奶等动物性食品的需求增加，畜禽养殖从传统的家庭养殖向集约化、规模化、专门化及商品化方向发展。 由于城市周边地区具有区位条件优越、饲料来源广而丰富、资金及科学技术力量雄厚等特征，我国畜禽业规模养殖起步于大城市郊区，紧接着是主产区的畜禽养殖小区建设，这是现代畜禽养殖业发展的两个重要发展阶段。 城区或城市周边地区成为引领我国现代畜禽产业科技进步的重要示范与辐射区域，对全国现代畜禽养殖业发展起到支撑、引领和示范作用 。,中国畜禽养殖业发展与特征,概述,我国畜禽养殖的经营模式 规模化畜禽养殖场：指达到一定生产规模的大型畜禽养殖生产企业。我国规模化、万头（只）以上禽畜养殖场达10 万多个。 畜禽养殖小区（专业合作社）：出现于20 世纪90 年代中期，在专业户养殖基础上，将分散在农户屋边饲养的畜禽按村落或地域统一规划，合理布局，集中建设畜禽舍，实行分户或联户的养殖方式。该模式是现阶段畜禽养殖的重要方式之一，也是我国畜禽分散式饲养向规模化发展的一种过渡形式。全国各类养殖专业合作社已突破6 万个。山东、河南、河北等省区，是我国重要畜产品主产区，也是养殖小区发展较快的地区。 分散型畜禽养殖户：又分为畜禽散养密集区和畜禽散养户两种情况，是我国最传统的畜禽养殖模式。,中国畜禽养殖业发展与特征,概述,我国畜禽养殖业的构成,中国畜禽养殖业发展与特征,现代畜禽养殖业的地位、作用与功能,1 现代畜禽养殖业的地位（1） 现代畜禽养殖业构成城市和农村经济的重要组成部分。 1988年以来，畜禽养殖业产值年平均递增近10%，增长速度明显高于种植业；畜禽养殖业占农业总产值的比重已经从1980年的18%上升至2009年的38%，部分城市周边地区畜禽养殖业产值已高达50%以上。 现代畜禽养殖业成为我国农业和农村经济中最有活力的增长点和最主要的支柱产业，也是农民经济收入的主要来源之一。,中国畜禽养殖业发展与特征,现代畜禽养殖业的地位、作用与功能,1 现代畜禽养殖业的地位（2） 我国现代畜禽养殖业不仅为满足居民日益增长的畜禽产品消费市场需求做出了重大贡献，而且在推进我国现代农业和农村经济结构的战略性调整、带动国民经济中第一产业、推动第二产业和促进第三产业发展等方面起到了不可替代的先导地位。,中国畜禽养殖业发展与特征,现代畜禽养殖业的地位、作用与功能,2 现代畜禽养殖业的作用与功能（1） 现代畜禽养殖业是农业的重要组成部分。在农业经济产业体系中，畜禽养殖业的关联度最高、产业链最长。发展现代畜禽养殖业将推动形成一个大产业，形成一系列的产业集成。 现代意义上的畜禽养殖业已经远远超越了养殖业和农村经济的范畴，而成为融入一、二、三产业的庞大产业体系。,中国畜禽养殖业发展与特征,现代畜禽养殖业的地位、作用与功能,2 现代畜禽养殖业的作用与功能（2） 种植业作为农业产业的重要组成，是畜禽养殖业发展的基础，为养殖动物提供了必需的饲料和饲草。 2008年，我国饲料总产量达到1.37亿t，同比增长10.6%，连续位居全球第二位；中国饲料工业协会预测，从国内大中型饲料生产企业目前情况看，我国饲料生产总量将保持持续稳定增长的趋势。我国饲料工业产值在1999年已超过1 800亿元，在全国统计的38个工业行业中排名稳居前15位。饲料工业成为我国国民经济中的一个重要支柱产业。,中国畜禽养殖业发展与特征,畜禽养殖养分循环与环境效应,问题的提出,多年来，湖泊及地表水系富营养化问题比较突出，人们更多地注重对工业污染源、农业化学肥料及生活废弃物中营养物质的研究，而对畜禽养殖排泄物中营养物质的迁移及其环境影响没能引起足够重视。随着经济的发展，城市人口的迅速增加以及生活水平的提高，使得对食品尤其是动物性食品的需求增加，这导致畜禽养殖业的迅猛发展以及集约化、规模化养殖场的出现，尤其是在城区或城市周边地区，集中了相当数量的规模化畜禽养殖场。这些养殖场由于缺少自有土地，因此畜禽养殖产生的排泄物得不到充分利用，其畜禽排泄物的处理与排放问题未能受到应有的重视，极易引发环境问题。,畜禽养殖养分循环与环境效应,问题的提出,畜禽养殖过程中，由于畜禽排泄物处置不当或粪水排放，会产生新的农业环境污染问题。选择江苏省两个典型地区，分别代表苏南和苏北类型，运用案例区域调查法和养分物质分析法，对江苏牲畜养殖场的饲料、牲畜排泄物、土壤、地表水及地下水中养分状况进行调查采样与分析，对牲畜规模养殖中的养分循环与管理及其环境效应进行评价。,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,我国传统的牲畜养殖通常采取一家一户的家庭养殖模式，养殖户自身拥有农业土地，养殖产生的排泄物作为有效的养分来源重新归还农业土地，养殖业与种植业紧密结合，保证了二者之间养分的双向流动，实现养分的良性循环。近年来，在市场经济的驱动下，牲畜养殖正从传统的家庭养殖向集约化、规模化方向迅速发展。这在有效缓解畜禽产品供需矛盾、提高养殖效益的同时，也带来一系列问题（牲畜规模化养殖过程中排泄物的处理利用与排放、种植业与养殖业之间的养分平衡管理等）。由于实行规模化养殖，养殖业与种植业通常分离且相当数量的规模化养殖场发布在城市周边地区，造成并强化了养分通过饲料载体从种植区域向养殖区域的单向流动，导致养殖区域过量的营养负载，以及牲畜养殖区域与农业种植区域之间的养分失衡。同时增大环境负荷，可造成牲畜养殖排泄物对土壤和水环境的污染。,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,1 饲料中养分组成状况 生猪养殖场饲料蛋白质含量为10.59%18.75%，苏北地区个别以青饲料为主的家庭养猪场饲料蛋白质含量仅为4.41%；总氮（TN）含量7.6731.26 g/kg，总磷（TP）含量3.499.67 g/kg，钾（K）含量3.549.77 g/kg 。,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,表1 生猪养殖场饲料养分组成,畜禽养殖养分循环与环境效应,注：Ff为育肥猪饲料，Fs为母猪饲料，Fp为仔猪饲料,养分循环分析,2 固体排泄物中养分组成状况 牲畜固体排泄物中普遍含有丰富的N、P及K，其养分含量的高低依次为：N P K。 生猪养殖场新鲜固体排泄物总氮（TN）含量一般在13.8040.35 g/kg，堆制粪便总氮含量为19.0833.24 g/kg；新鲜固体排泄物总磷（TP）含量一般在5.2728.32 g/kg，堆制粪便总磷含量为25.0536.54 g/kg；新鲜固体排泄物钾（K）含量一般在2.9024.43 g/kg，堆制粪便钾含量2.0610.82 g/kg。 个别地区以青饲料为主的家庭养猪场新鲜固体排泄物总氮、总磷、钾含量分别为5.36、4.94和2.90 g/kg。,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,表2 生猪养殖场固体排泄物养分组成,畜禽养殖养分循环与环境效应,注：组成以干基计算，为单个样品,养分循环分析,3 液体排泄物中养分组成状况 牲畜养殖产生的粪水（粪尿及污水）同样含有丰富的氮、磷、钾等养分。牲畜的粪水（粪尿及污水）中各种养分含量的高低依次为：N K P。 与牲畜固体排泄物的利用情况不同，由于运输等方面的原因，多数牲畜养殖场的液体粪水在养殖场储粪池内或排入周边水体，造成水环境污染。,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,表3 生猪养殖场液体排泄物养分组成,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,4 生猪和家禽排泄物中NPK总量的贡献率（1） 资料分析统计表明，畜禽生产中，生猪与家禽排泄物中所含N、P、K分别占畜禽排泄物总养分量的75%、85%和50%。 生猪排泄物所含的N占畜禽排泄物TN量的50%，P占65%。 牲畜排泄物所含N、P养分量分别达到作物养分需求量的9%36%和18%39%。,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,4 生猪和家禽排泄物中NPK总量的贡献率（2）,畜禽养殖养分循环与环境效应,养分循环分析,4 生猪和家禽排泄物中NPK总量的贡献率（3）,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,1 养殖场周边地表水与地下水组成 牲畜养殖中液体粪水的排放是形成养殖场周边地区水体污染的重要途径。 牲畜养殖场产生的粪水富含N、P、K，其直接排入或未经有效处理排入周边水体，易产生N、P及有机物污染，导致水质下降。 生猪养殖场附件地表水及地下水调查分析结果证实，许多水样含有P2O5 0.2 mg/L和N 2 mg/L，有的甚至分别高达8 mg/L和60 mg/L。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,表4 生猪养殖场附近地表水与地下水组成,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,2 水体环境效应（1） 未经处理的畜禽养殖污水中含有大量的污染物质（N、P及有机物），其污染负荷很高。 高浓度畜禽养殖污水排入江河湖泊中，造成广泛的面源污染，导致水体环境的水质恶化、湖泊水库富营养化现象普遍，安全饮水受到严重威胁。 大量畜禽废弃物污水排入鱼塘及河流中，会使对有机物污染敏感的水生生物逐渐消亡，严重时将导致鱼塘及河流丧失使用功能。 畜禽废弃物污水有害成分一旦进入地下水中，可使地下水溶解氧含量减少，并造成持久性的有机污染，导致原有水体丧失使用功能，极难治理、恢复。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,2 水体环境效应（2） 牲畜养殖中固体排泄物对环境的影响主要发生在冬、夏季。冬季，由于作物对肥料的需求减少，在固体排泄物堆放和发酵过程中，污染物（N、P及有机物）可随地表径流直接进入地表水系；夏季，降雨集中，同样会形成地表径流损失，导致水体污染。 在形成地表径流的同时，场内污水渗入周围地下，一定程度上造成地下水硝酸盐污染。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,2 水体环境效应（3） 由于受养殖规模和粪污处理设备的限制，畜禽排泄物中N与P常被直接排入江河湖海或随地表径流冲刷与渗透，造成地表和地下水污染。 国家环境保护部、统计局和农业部于2010年联合发布的第一次全国污染源普查公报显示，畜禽养殖业主要水污染物排放量为BOD 1 268.26万t、TN 102.48万t、TP 16.04万t、Cu 2 397.23t、Zn 4 756.9t；重点流域（巢湖、太湖、滇池和三峡库区4个流域）畜禽养殖业主要水污染物排放量为BOD 705.98万t、TN 45.75万t、TP 9.16万t、Cu 980.03t、Zn 2 323.95t。 畜禽养殖业主要污染物进入水体后，易导致水中硝酸盐含量超标（10 mg/L，EPA）、水体富营养化（P30 g/L）、BOD和COD增加、破坏水域生态平衡，引起鱼类等水生动物窒息死亡，进而影响到人们的生存环境和身体健康。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,3 土壤环境效应（1） 大部分含氮化合物被氧化成硝酸盐或厌氧分解成亚硝酸盐，其中一部分积聚于表土层，引起土壤组成和性状发生改变，破坏土壤原有的基本功能。 大量施用畜禽粪便也会引起土壤中溶解盐的积累，使土壤盐分增高，影响植物生长。 植物中植酸磷因其消化率很低，动物食入的植酸磷有75%随粪便排出体外。一方面，排出的P与Ca、Al或Cu等元素形成不溶性复合物而滞留在土壤中，引起土壤板结而影响种植业的发展；另一方面，施用畜禽粪便后使土壤中P过饱和并向下迁移，增大了P通过农田排水系统渗漏的风险。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,3 土壤环境效应（2） 畜禽养殖废弃物重金属污染风险主要来自于生长必需的重金属元素（Cu、Zn、Mn）、生物毒性显著的金属（Cd、Pb、Hg等），以及类金属元素（As等）。 养殖业普遍使用具有促生长或调控生理和代谢的微量元素添加剂（如Cu、Zn和As等），这些金属元素被动物直接消化吸收率低，如成年单胃动物对Cu和Zn的吸收率分别只有7%15%和5%10%，更多的是通过粪尿排出体外。 在农田中大量长期施用含过量重金属元素的畜禽粪便，将造成土壤重金属的累积和富集，并增强其向深层土壤迁移的能力，破坏土壤结构，进而影响农作物产量和品质。 土壤中Cu和Zn分别达到100200 mg/kg和100 mg/kg以上即可造成土壤污染和植物中毒。 由于土壤重金属污染的不可逆性，一旦土壤受到重金属污染，这些有害物质在农产品中的含量大幅度提高，最终将通过食物链输入人或动物体内，对人畜健康产生更大危害。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,4 大气环境效应（1） 畜禽粪尿在堆放和发酵过程中，经微生物分解或腐败分解，会产生大量的氨（NH3）、硫化氢、吲哚、二氧化硫（SO2）、甲烷（CH4）、含氮氧化物、粪臭素等有害恶臭气体，连同畜禽本身释放的气体，恶臭物质可达230多种。 这些恶臭物质，大部分具有大气污染和有害气体污染的两重性，其不仅会造成畜禽应激，影响生长发育，降低畜禽产品质量，而且严重影响畜禽养殖场周围的空气质量，危害饲养人员及周围居民的身体健康。 畜禽舍内的微生物通过空气气流弥散，与水、尘埃相结合悬浮在空气中，形成微生物气溶胶，这些带有病原微生物的气溶胶严重危害动物和人的身体健康。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,4 大气环境效应（2） 全球每年畜禽养殖业过程中经肠道发酵和粪便排放的CH4分别为0.86亿t和0.18亿t左右；每年畜禽粪便所排放的氧化亚氮（N2O）约为0.04亿t，CH4和N2O均会引起臭氧层的减少（ 2004年统计） 。 畜禽养殖业产生了约20%的全球温室效应气体，超过世界上所有交通运输工具排放的总量。 以二氧化碳（CO2）释放量衡量，畜禽养殖业较汽车的排放量要多18%；人类活动所产生的CO2、CH4和N2O分别有9%、37%和65%来自畜禽养殖业，而CH4和N2O的温室效应分别是CO2的296倍和23倍（Steinfeld et al.，2006）。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,5 病原微生物效应（1） 畜禽粪便废弃物中含有150多种人畜共患病的潜在致病源，主要为致病性大肠杆菌、沙门氏菌、贾第虫（鞭毛虫）、弯曲杆菌和原虫，此外，还含有一些病毒等。 畜禽养殖场所排放的污水中平均1 mL含有33万个大肠杆菌和66万个肠球菌，沉淀池内污水中蛔虫卵和毛首线虫卵分别高达193和106个。畜禽粪便如不经妥善处理即排入环境，就会成为危险的传染源，造成疫病传播，危及畜禽本身和人体健康。 未经处理的粪便中致病微生物在环境中能存活很长时间，甚至在田间施用后仍能生存，直接污染种植作物（进入植物体内污染作物的可食部分） 。,畜禽养殖养分循环与环境效应,环境效应评价,5 病原微生物效应（2） 随着抗生素在养殖业的大量使用，动物体内耐药细菌数量增加，病菌耐药性不断产生并增强。随着污水和粪肥的使用，带有耐药基因的菌株进入环境，其抗性基因可能通过转化与转导等作用转移至人类病原菌，威胁人类健康。 养殖场分离的大肠杆菌普遍存在对抗生素的多重耐药现象，耐药菌在动物、环境和饲养员之间可能存在扩散、传递现象。 畜禽养殖场排放的粪便和废水含有大量耐药细菌，这些粪便和粪水施入土壤和水体后，在一定程度上增加了环境中耐药细菌的数量。（超级细菌，由于新的蛋白酶基因NDM-1的出现，对除替加环素和黏菌素外的所有抗生素药物均产生耐药性） 由于抗生素的长期使用，极易在动物体内蓄积，以致在动物性食品中残留抗生素。长时间摄入抗生素残留的动物性食品后，可在人体内蓄积，进而引起过敏反应、人体内部分敏感菌株产生耐药性、破坏人体肠道微生态菌群动态平衡。,畜禽养殖养分循环与环境效应,利用管理状况,固体排泄物的利用管理 多数畜禽养殖场的固体排泄物用作周边农村的农田包括蔬菜、果树肥料。 以固体排泄物为主要原料制造的有机或生物肥料，同样有着极大的市场需求。 部分养殖场将固体排泄物用作鱼饲料，利用鱼塘的功能消化、处理排泄物中的养分，然后再行排放。 或将畜禽排泄物作为生物能源用于沼气生产。,畜禽养殖养分循环与环境效应,利用管理状况,液体排泄物的利用管理 畜禽养殖产生的粪尿及污水，其N、P、K养分含量丰富，约占畜禽排泄物养分总量的50%左右。 由于运输等原因，仅少数畜禽养殖场将粪水用作肥料，多数尚未得到利用，在储粪池内积存，或排入周边水域，造成周边环境不同程度的污染。,畜禽养殖养分循环与环境效应,畜禽养殖废弃物管理与利用,环境负荷,畜禽养殖环境负荷（1） 集约化、规模化畜禽养殖在带来规模效益的同时，畜禽排泄物产生了大量的N、P等环境富营养元素，处理不当或不及时，极易导致环境污染。 由于畜禽养殖业的超常规发展，几乎所有的畜禽养殖场在建场伊始就未考虑投资建造畜禽粪尿污染物的处理设施，其粪污任意堆放甚至直接排放，完全依赖于周边土地和水域的自然消纳，致使畜禽粪尿污水对周边环境造成污染。 长江流域畜禽粪便污染负荷研究表明，城市周边畜禽粪便的流失率达到30%40%，畜禽粪便负荷量警报值平均达到0.52，畜禽粪便负荷量已超出该区域农田的自然消纳能力，对周边环境构成极为严重的威胁。,畜禽养殖废弃物管理与利用,环境负荷,畜禽养殖环境负荷（2） 国家环境保护部、统计局和农业部于2010年联合发布的第一次全国污染源普查公报显示：畜禽养殖业粪便产生量24.3亿t，尿液产生量16.3亿t。 畜禽养殖业已经成为继工业污染之后不可忽略的污染源，使得城区及周边地区相对脆弱的生态环境面临巨大的畜禽排泄物负荷压力，由此带来的环境风险日趋突出。,畜禽养殖废弃物管理与利用,环境负荷,畜禽养殖环境负荷（3） 第一次全国污染源普查公报显示，农业源污染物排放对我国水环境的影响较大。 农业源污染物排放中，化学需氧量（COD）排放量为1324.09万t，占化学需氧量排放总量的43.7%。农业源也是总氮、总磷排放的主要来源，其排放量分别为270.46万t和28.47万t，分别占排放总量的57.2%和67.4%。 在农业源污染中，比较突出的是畜禽养殖业污染问题。畜禽养殖业的化学需氧量、总氮和总磷排放分别占农业源的96%、38%和56%。,畜禽养殖废弃物管理与利用,标准法规,1 畜禽养殖污染防治管理办法 国家环境保护总局，2001-05-08发布并实施 对畜禽养殖污染定义：指在畜禽养殖过程中，畜禽养殖场排放的废渣，清洗畜禽体和饲养场地、器具产生的污水及恶臭等对环境造成的危害和破坏。 适用于畜禽养殖场的污染防治。畜禽放养不适用本办法。 畜禽养殖污染防治实行综合利用优先，资源化、无害化和减量化的原则。 规定畜禽养殖场应采取将畜禽废渣还田、生产沼气、制造有机肥料、制造再生饲料等方法进行综合利用。用于直接还田利用的畜禽粪便，应当经处理达到无害化标准，防止病菌传播。,畜禽养殖废弃物管理与利用,标准法规,2 畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T 81-2001） 国家环境保护总局，2001-12-19发布，2002-04-01实施 随着我国集约化畜禽养殖业的迅速发展，养殖场及其周边环境问题日益突出，成为制约畜牧业进一步发展的主要因素之一。为防止环境污染，保障人、畜健康，促进畜牧业的可持续发展，依据 中华人民共和国环境保护法 等有关法律、法规制定本技术规范。 本技术规范规定了畜禽养殖场的选址要求、场区布局与清粪工艺、畜禽粪便贮存、污水处理、固体粪肥的处理利用、饲料和饲养管理、病死畜禽尸体处理与处置、污染物监测等污染防治的基本技术要求。,畜禽养殖废弃物管理与利用,标准法规,3 畜禽养殖业污染物排放标准（GB 18596-2001） 国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局2001-12-28联合发布，2003-01-01实施 为控制畜禽养殖业产生的废水、废渣和恶臭对环境的污染，促进养殖业生产工艺和技术进步，维护生态平衡，制定本标准。 本标准适用于集约化、规模化的畜禽养殖场和养殖区，不适用于畜禽散养户。根据养殖规模，分阶段逐步控制，鼓励种养结合和生态养殖，逐步实现全国养殖业的合理布局。 根据畜禽养殖业污染物排放的特点，本标准规定的污染物控制项目包括生化指标、卫生学指标和感观指标等。为推动畜禽养殖业污染物的减量化、无害化和资源化，促进畜禽养殖业干清粪工艺的发展，减少水资源浪费，本标准规定了废渣无害化环境标准。,畜禽养殖废弃物管理与利用,标准法规,4 畜禽养殖业污染治理工程技术规范（HJ 497-2009） 国家环境保护部，2009-09-30发布，2009-12-01实施 为贯彻中华人民共和国环境保护法等有关法律，规范畜禽养殖业污染治理工程建设与运行，治理畜禽养殖业废弃物及恶臭污染，改善环境质量，制定本规范。 本规范以我国当前的污染物排放标准和污染控制技术为基础，规定了畜禽养殖业污染治理工程设计、施工、验收和运行维护的技术要求。 本规范适用于集约化畜禽养殖场（区）的新建、改建和扩建污染治理工程从设计、施工到验收、运行的全过程管理和已建污染治理工程的运行管理，可作为环境影响评价、设计、施工、环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。 本规范区分三种情况，给出了不同清粪方式（水冲粪，干清粪）下应选择的污染治理工艺。工艺方法优先选用畜禽养殖污染防治最佳可行技术导则（BAT）推荐使用的技术。,畜禽养殖废弃物管理与利用,标准法规,5 畜禽养殖污染防治技术政策 国家环境保护部，2009-09-14 为促进畜禽养殖污染防治技术进步，防治畜禽养殖对环境的污染，保护生态环境，保障人体健康，根据中华人民共和国环境保护法等相关法律，以及畜禽养殖污染防治管理办法等法规，制定本技术政策。 本技术政策确立了畜禽养殖污染防治应遵循的六项技术原则，提出了畜禽养殖污染防治应贯彻“预防为主，防治结合；管理措施和技术措施相结合；有效利用和全面处理相结合；经济性和实用性相结合”的技术方针，明确了我国畜禽养殖业“发展循环经济和清洁生产，实行节能减排”的环境方针，及实行“源头削减、清洁生产、全过程控制、资源化综合利用，防止二次污染”的总体技术路线。,畜禽养殖废弃物管理与利用,管理模式,1 特色生态养殖模式 利用林下（果园）的土地资源，在林间草地进行畜禽养殖，发展特色生态农业，实现高效、绿色、生态养殖。 实行林间草地畜禽养殖，可以使有限的土地资源得到充分利用，解决发展畜牧业与保护基本农田而引发的争地问题，也可以有效地形成农林牧相互促进、共同发展的良好生态环境和经济效益。牲畜家禽觅食林中的虫、草，排泄的粪便就地消纳，增加了地力，又有利于树木成长和除草。林地为牲畜家禽提供了广阔的自然空间，牲畜家禽在林间活动范围大，抗病力增强，生产管理上不需用药，生产出来的畜禽肉、蛋无药物残留，营养价值高。同时，林地的草、虫为牲畜家禽提供了丰富的营养，既节约了饲料，又降低了饲养成本，促进了农民增收。,畜禽养殖废弃物管理与利用,管理模式,2 标准化健康养殖模式（1） 我国畜禽养殖业生产的动物种类繁多，饲养方式多种多样，生产规模和饲养密度差异很大。根据养殖业现状与生产实际，提出适合我国国情的畜禽健康养殖全过程管理关键控制点、控制技术和控制方法，形成健康养殖关键技术体系，不仅有利于我国养殖业制度标准与国际标准对接，而且对于指导我国畜禽养殖业生产具有极为重要的意义。 在精确估测特定畜禽不同生理阶段、环境和日粮配制类型等条件下的营养需要量和养分消化利用率以及准确了解饲料原料组成与生物学特性基础上，通过日粮营养调控（控制饲料成分）可以降低畜禽排泄物中的N、P含量，从源头（饲料）削减污染物，缓解畜牧业对环境的压力。 建立新的高效无公害畜禽饲料配方参数和技术体系，研制生产无公害、环境友好型绿色饲料，提高饲料中N、P的利用率和畜禽饲料报酬，确保动物本身及其产品的卫生安全、减少动物生产过程中N、P及其他营养物质的过量排放及对环境的污染，建立“饲料安全动物健康养殖食品安全环境安全”体系，推进我国畜禽养殖业和饲料工业持续、高效和健康发展。,畜禽养殖废弃物管理与利用,管理模式,2 标准化健康养殖模式（2） 推进规模化、标准化、高效现代畜禽养殖场建设，改善规模养殖场的栏舍、防疫、沼气池等基础设施条件，推行畜禽标准化生产，在养殖场项目选址、生产流程、品种选育、栏舍建设、粪污处理等方面统一规范，贯彻生态、健康标准。 采用生物发酵舍养殖技术，减少或不产生养殖废水，从而在养殖过程中削减污染物，实现清洁养殖和污水零排放。 加强畜禽标识管理，建立规模养殖场的生产档案和产品质量可追溯制度，实施对产品从“种源-生产-流通-餐桌”的全程监控，实现全程清洁生产，确保畜禽产品质量安全，提高畜禽产品竞争力。,畜禽养殖废弃物管理与利用,管理模式,3 综合利用循环养殖模式（1） 在我国饲料资源相对短缺的情况下，注重物质循环和能量转化及其综合利用，大力发展畜禽养殖业循环经济，以资源利用的减量化保持畜禽养殖业的可持续发展。 畜禽养殖业作为现代农业不可或缺的重要环节，通过提供有机肥改良土壤，是发展有机农业、生态农业的基石。畜禽养殖业遵循循环经济原则，可充分利用各种资源，提高废弃物的资源化，减少畜禽养殖业污染的产生、迁移、转化与排放，提高畜禽产品在生产和消费过程中与环境的相容度，降低畜禽养殖业生产活动给人类和环境带来的风险。 实行“畜-沼-果”、“猪-沼-渔”等循环养殖模式，对畜禽养殖废弃物进行资源化利用。,畜禽养殖废弃物管理与利用,管理模式,3 综合利用循环养殖模式（2） 将畜禽养殖废弃物进行无害化处理和资源化利用，综合利用有机肥生产、沼气发电等先进节能环保技术，将养殖场牲畜粪便、污水进行无害化处理，确保养殖场污染物达标排放，最大限度地提高能源和资源的利用。 养殖场产生的废水不对外排放，全部进入沼气调节池，经厌氧反应罐发酵处理后产生的沼液用于农田灌溉。通过处理，减少污水中化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）的排放量。 所产沼气用于发电，沼渣生产有机肥/再生饲料。全程不产生任何外排废弃物。 构建“畜牧养殖废弃物资源化利用饲草饲料种植饲料加工”循环经济体系，提高资源综合利用效率，最大限度地节约能源，最终实现对环境“零排放”，实现低碳循环养殖。,畜禽养殖废弃物管理与利用,管理模式,畜禽养殖废弃物管理与利用,4 种养结合养分平衡管理模式（1） 畜禽养殖生产过程与周围水环境、大气环境及土壤环境密切相关。畜禽生产活动产生的污染物通过土壤环境及水体环境的自净能力进行清除。 土壤环境容量（土壤负载容量）：一定土壤环境单元在一定时限内遵循环境质量标准，既维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品的生物学产量与质量，又不使环境系统污染超过土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。区域土壤环境容量高，则区域内畜禽养殖业的容量就高，反之则低。 在计算畜禽养殖业土壤环境容量的方法上，可采用物质平衡模型：Q总=MS(R-B)。式中，Q总为某区域土壤环境总容量；R为某污染物的土壤评价标准，即造成土壤某营养盈余或使作物生育障碍或作物籽实残毒积累达到食品卫生标准时的某污染物浓度；M为耕层土壤质量；S为区域面积；B为某污染物或某营养素的土壤背景值。,管理模式,畜禽养殖废弃物管理与利用,4 种养结合养分平衡管理模式（2） 由于土壤养分盈余是与农业生产密切相关的环境质量指标，在生产上也常用其（如N和P）作为环境容量的评价指标。 基于养分平衡理论确定单位耕地N或P最大可施用量。它是耕地输出N、P总量与可接受的N、P最大损失量之和，其中耕地输出N、P总量通过农田种植结构与产出水平确定，N、P容许的最大损失量可参考相关限量标准。 耕地可消纳粪便N或P = 耕地N或P最大施用量粪便N或粪便P占耕地总投入养分比例 耕地可消纳粪便量 = 耕地可消纳粪便N或P/粪便N、P含量系数 耕地畜禽承载容量 = 耕地可消纳粪便量/畜禽粪便排泄量 耕地畜禽承载量 = 畜禽养殖数量/耕地面积 耕地畜禽负载指数 = 耕地畜禽承载量/耕地畜禽承载容量,管理模式,畜禽养殖废弃物管理与利用,4 种养结合养分平衡管理模式（3） 实行种植区与养殖区养分的平衡管理，是解决种、养养分失衡与环境问题的有效模式之一。基于种植养殖区域养分平衡理论，在畜禽养殖场规划、选址及确定养殖规模时，充分考虑养殖场周边地区种植业规模与种植结构状况，确保有足够面积的农田，以吸纳养殖场畜禽排泄物/有机肥料。 对于液体粪水的处置利用，应避免直接向水体排放，实现粪水的农田利用。在利用前应进行无害化处理，并加强切实可行的粪水储存、运输与田间施用技术的研发；在利用中根据土壤养分和农作物养分需求量，确定粪水的农田利用水平，以部分替代化学肥料，并掌握适宜的施用时期，减少农田土壤与周边地表水体及地下水的水力联系，最大限度地减少粪水N、P流失对环境的污染。 加强畜禽排泄物的利用与养分管理，以畜禽排泄物或有机肥料替代部分化学肥料，促进畜禽养殖与作物生产的区域养分平衡，实行区域一体化管理，减轻或消除畜禽养殖对环境的污染。,废弃物处理与资源化利用,畜禽养殖废弃物管理与利用,1 畜禽养殖固体废弃物处理（1）生物堆肥法 目前应用较为广泛的削减畜禽排泄物中重金属含量的技术主要有生物堆肥法和生物沥滤法。 生物堆肥法中重金属污染控制的主要机理是利用畜禽废弃物有机物形态变化络合固定重金属。 堆肥产品中Cu、Mn、Zn主要以有机物结合态、固体颗粒态和有机物络合态存在，溶出风险显著降低。 生物堆肥法能在一定程度上和一定时期内减轻畜禽养殖废弃物重金属危害，却不能从根本上消除重金属的潜在危害。,废弃物处理与资源化利用,畜禽养殖废弃