第六章-畜牧场的污染与防治.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,畜牧场的污染与防治,最新调查显示，由于大部分养殖场未能对废弃物进行有效的处理和利用，迅速发展的畜禽养殖业正成为中国新的污染大户。,养殖场污物处理率低的原因：,养殖行业属微利行业，受到自然和市场的双重风险，企业经济效益差，没有资金投入进行污物处理。,环境意识淡薄，执法不严。,对污物处理的认识模糊，一些研究和设计人员盲目追求处理设施的机械化和现代化，致使处理工程投资大，运行费用高，养殖企业难以承受。,畜牧场的环境保护，从总体来说，要根据国民经济计划的要求，对工农企业和畜牧场统一安排、合理布局，并使各自的废弃物就地处理。,对于一个畜牧场来讲，建场之初，对处理废弃物的设施要同时设计、同时施工、同时投产，要避免有害物质对环境的污染。,畜牧场建成后，则要经常保持畜牧场内的环境整洁，空气清新，水质洁净。,畜牧场的环境污染,一、畜牧场环境污染产生的原因,1,、畜牧业经营方式及饲养规模的转变,2,、畜牧场由农区、牧区转向城镇郊区,3,、农业生产由使用有机肥料逐渐转向使用化学肥料,4,、兽药、饲料添加剂滥用,二、畜牧场产生的主要污染物,1,、畜禽粪便,为畜牧场主要废弃物，畜禽粪便含有有机物、矿物质、微生物、寄生虫等，如果处理得当，可以作为肥料，燃料、饲料，造福人类，如果处理不当，则会造成严重的环境污染。,2,、污水,包括生活污水、在清洁畜舍与设施、冲洗粪便等过程产生的污水以及畜产品加工厂、屠宰场产生的污水。,3,、噪声,动物鸣叫声、机械运转声以及机动车辆行驶时产生的声音。,第一节 空气污染与防治,大气中的主要有害气体,畜禽舍中的有害气体,畜禽舍空气中的微粒,畜禽舍空气中的微生物,空气污染的防治,（,2,）来源,我国沿海一带大部属于人为的富氟区，主要是由工矿区排放的氟化物污染所造成。,在炼钢厂、磷肥厂、电解铝厂、玻璃厂、石油化工厂等的生产过程中，均可排放氟化物，因此，造成工业性氟污染。,在过磷酸钙生产过程中，主要排放四氟化硅(,SiF,).,在钙镁磷肥生产过程中，主要排放氟化氢(,HF),和四氟化硅。,(3),危害,含氟的空气和微粒从呼吸道吸入动物体后，对呼吸道粘膜发生强烈的刺激作用。,经口腔摄入的含氟微粒，可经消化道吸收，迅速进入血液循环，大约有,75%,的氟可与血浆蛋白结合。,进入动物体内的氟，主要蓄积于牙齿和骨骼中；也可分布于心脏、肺脏、脾脏、肾脏内。,氟在家畜体内可影响钙、磷代谢，过量的氟可与钙结合为氟化钙,(,CaF,2,),沉积于骨骼中，并引起血钙减少，溶血细胞增加，促使骨质溶解，骨骼变形。,氟化钙还能抑制肾小管对磷的吸收，使磷从尿中大量排出。,氟化钙影响牙齿的钙化，使牙冠钙化不全，釉质受损，发生牙齿变形。,动物氟中毒在工业污染区时有发生，危害甚大。,在1980年59月间，内蒙古包头市区和近郊六个地区的大气中氟的污染持续多年使大群家畜发生氟中毒，羊的发病率达100%，死亡率达60%。,(4),卫生学要求,我国大气环境质量标准规定:,空气中氟的最高容许浓度一次量为0.02,mg/m,3,。,日平均为0.007,mg/m,3,。,(2),来源,硫氧化物主要来源是燃烧含硫的煤和石油而产生的气体。在冶炼厂、硫酸厂等生产过程中，可排放大量的硫氧化物气体。,可燃性硫在燃烧过程中，大部分生成二氧化硫，其中约有5%的二氧化硫在空气中被氧化生成三氧化硫，这些气体遇水生成硫酸，降落为,酸雨,，污染水源，土壤。对植物危害甚大，家畜饮用酸水或采食此种酸污染的饲料后，直接受害，发生,酸中毒,。,我国酸雨主要分布在西南、中南、华东地区，由北向南逐渐增加，西南地区最为严重，中南次之，华东再次之。,以河流来说，集中在长江流域以南。,以江苏、安徽为例，苏南为主要酸雨地区，苏州地区降雨,pH,值为4.7。,当二氧化硫浓度在,0.3,1,mg/m,3,时，开始由嗅觉感知。,当二氧化硫浓度达,1,3,mg/m,3,时，刺激鼻咽和呼吸道粘膜，发生呼吸不畅，喘息等症状。,当二氧化硫浓度达,3,5,mg/m,3,时，经,10,15,min,可引起气管和支气管平滑肌的反射性收缩，使呼吸道的阻力增加。,当二氧化硫浓度达,5,10,mg/m,3,时，经,15,min,后，可引起慢性支气管炎、慢性鼻咽炎等。,当二氧化硫浓度达,20,mg/m,3,时，引起眼结膜炎症。,当二氧化硫浓度达,30,mg/m,3,时，可使呼吸道深部发生炎症、咳嗽，甚至引起肺水肿等。,雏鸡在高浓度二氧化硫环境中，口吐黄水，食欲停止，甚至死亡。,羊与马对,SO,2,抵抗力较强，但当二氧化硫浓度过高时,时，首先对羔羊和幼驹发生不良影响，进而抑制其生长发育，使其对病原菌的抵抗力减弱，特别容易引起呼吸道疾患和肺水肿等，最后使动物窒息而死。,(4),卫生学要求,我国大气质量标准规定:,居民区空气中,SO,2,任何一次浓度不得超过0.5,mg/m,，,日平均浓度不得超过0.15,mg/m,。,3.,氮氧化物,(1),性质,大气中的氮氧化物包括一氧化二氮,(N,O),、一氧化氮,(NO),、三氧化二氮,(N,2,O,3,),、二氧化氮,(NO,2,),和五氧化二氮,(N,2,O,5,),等。,空气中氮氧化合物最多的是二氧化氮和一氧化氮。,一氧化氮为无色气体，遇氧则生成二氧化氮。,二氧化氮为红褐色有强烈刺激性气味的有害气体。,(3),危害,污染大气的氮氧化物主要是指,NO,和,NO,2,，氮氧化合物难溶于水，对家畜眼结膜和上部呼吸道粘膜刺激作用较小，但它易于被吸入呼吸道深部。,当二氧化氮浓度为,0.12,0.22 mg/m3,时，即可嗅到有异臭；,浓度为,0.5 mg/m,3,时，接触,4 h,后，肺泡受到影响，一个月后，,家畜发生气管炎，进而引起肺水肿；,浓度为,5 mg/m3,时，吸入,10 min,可使呼吸道平滑肌收缩，使呼吸作用的阻力增加。,二氧化氮能破坏肺脏中的蛋白质、脂肪和细支气管的纤毛上皮细胞。,长期生活在,0.8 mg/m3,的二氧化氮的空气环境中，家畜呼吸频率增加，红细胞数量增多，,表明家畜已慢性缺氧，二氧化氮已干扰了家畜对氧的利用，使肺组织受到损伤，影响呼吸机能。,当二氧化氮浓度为,17 mg/m3,作用,10 min,时,，家畜即可发生呼吸困难，支气管痉挛，引起肺气肿；,当二氧化氮浓度达,60,150 mg/m3,时，,强烈刺激鼻腔和咽喉，发生咳嗽，喉头和肺部有烧灼感，肺部紧缩，呼吸紧迫，进而昏迷，甚至死亡；,当二氧化氮浓度为,100,700 mg/m3,时，短时间吸入，动物剧烈咳嗽，引起急性中毒而死亡。,氮氧化合物对环境产生的危害是产生光化学烟雾。,一般认为光化学烟雾是大气中氮氧化合物、碳氢化合物和一氧化碳等污染物，在强烈的太阳光照射下发生光化学反应而形成的一种有刺激性气味的气体。,它们氧化能力强，对人畜皮肤、眼睛和呼吸系统具有很大的危害。,(4),卫生学要求,我国大气质量标准规定，空气中二氧化氮的最高容许浓度为,0.15mg/m3(,一次监测浓度,),。,（二）畜禽舍中有害气体,一、畜禽舍中有害气体的产生,畜禽舍外空气环境一般比较稳定，但由于畜禽的呼吸、排泄、生产中有机物分解等的影响而使畜舍内空气的成分和数量变化较大，有害气体的浓度也较大。,畜禽舍内外有害气体的差异首先表现为舍内,NH,3,与,H,2,S,含量大幅度增加，其次为,CO,2,、,H,2,O,、,CO,、,CH,4,、粪臭素和吲哚等含量增加，空气中,O,2,含量下降。,对于封闭式畜舍，如果通风不良、卫生管理差、畜禽饲养密集，这些有害气体浓度增大，对畜禽生产危害极大，甚至造成,慢性中毒或急性中毒。,二、畜禽舍中有害气体及对畜禽的危害,（一）氨（,NH,3,）,1.,性质,NH,3,是无色、带有刺激性臭味的气体，,NH,3,极易溶于水，,0,C,时，,1,升水可以溶解,907,克,NH,3,。,2,.,来源,在畜舍内，氨主要由含氮有机物（如粪,尿,饲料残渣,垫草等）分解产生。地面结构不良时易滞留污物，清扫不及时或排水,通风设备欠佳，饲养密度过大,管理不善等，均有可能使氨的含量增加。,3,对畜禽的危害,眼睛和呼吸系统,氨极易溶于水，常被人,畜的黏膜,结膜吸附而引起结膜和上呼吸道黏膜充血,水肿,分泌物增多，甚至发生咽喉水肿,支气管炎,肺水肿等。,血液循环系统,氨被吸入肺部后，能自由扩散进入血液，并与血红蛋白结合而生成碱性高铁血红素，破坏血液输氧功能，导致畜禽贫血,缺氧。,如果畜禽吸入的氨较少，氨可通过肝脏变成尿素排出体外，但畜禽的抗病力会明显降低。高浓度的氨可使畜禽呼吸中枢神经麻痹而死。,4,卫生学要求,我国劳动卫生标准规定空气中的氨含量最高不得超过30,mg/m,。,家畜、特别是笼饲家畜因为长期处在畜舍中，氨的容许浓度应适当降低些.,畜舍中氨的最高浓度为20,mg/m,鸡对氨特别敏感，鸡舍中氨最高浓度为15,mg/m,。,（,二）硫化氢,1性质,硫化氢(,H,2,S),是一种无色、有臭鸡蛋气味、易挥发的气体，易溶于水，在0时，1体积的水可溶解4.65体积的硫化氢。,2.,来源,在畜舍中，硫化氢主要是由含硫有机物分解而来。,当家畜采食富含蛋白质的饲料而消化不良时，可由肠道排出大量的硫化氢。,一般在鸡舍和奶牛舍中，由于供给的饲料蛋白质成分较高，舍内空气中硫化氢的含量亦较高。,在封闭式蛋鸡舍，破损鸡蛋较多而不及时清除，空气中硫化氢浓度可明显增加。,3.,对畜禽的危害,眼睛和呼吸系统。,硫化氢易被畜禽呼吸道黏膜吸附，与钠离子结合成硫化钠，对黏膜产生强烈刺激，引起眼炎,角膜混浊,流泪,怕光及呼吸道炎症甚至水肿动物经常吸入低浓度的硫化氢，可出现植物性神经紊乱，偶尔发生多发性神经炎。,血液循环系统。,硫化氢经肺泡进入血液，部分被氧化成无毒的硫酸盐排出体外，其余的游离于血液中，使氧化型细胞色素酶中的,Fe,3+,还原为,Fe,2+,，使酶失去活性，降低细胞氧化能力，引起全身性中毒。,(3),高浓度的硫化氢能使畜禽呼吸中枢神经麻痹，导致窒息死亡。即使在低浓度下，也会导致家畜体质变弱，体重减轻，抗病力下降，易发生胃肠炎,心脏衰弱等。,4.,卫生标准,我国劳动卫生部门规定，空气中硫化氢含量不得超过10,mg/m,。,畜舍空气中硫化氢含量最高不得超过15.58,mg/m,。,（,三）一氧化碳,1.,性质,一氧化碳为无色、无味、无臭的气体，分子量为28.01，比重0.967，比空气略轻。,2.,来源,畜舍空气中一般不含有一氧化碳。,冬季在封闭式畜舍内生火炉取暖时，如空气流通差，煤炭燃烧不完全，则可能产生一氧化碳。,特别是在夜间，门窗关闭，通风不良，此时一氧化碳浓度可达到中毒的程度。,人们吸烟时散发的烟气也含有一氧化碳，吸一支烟可放出100,ml,的一氧化碳。,3.,一氧化碳对畜禽的危害,一氧化碳对血液和神经系统具有毒害作用。,一氧化碳随空气吸入体内后，通过肺泡进入血液循环系统，与血红蛋白和肌红蛋白进行可逆性结合。减少了血细胞的携氧功能，而且还能抑制和减缓氧合血红蛋白的解离与氧的释放，造成机体急性缺氧.,中枢神经系统对缺氧最为敏感，缺氧后，可发生血管壁细胞变性，渗透性增高，严重者呈脑水肿，大脑及脊髓有不同程度的充血、出血和血栓形成。,4.,卫生学要求,我国卫生标准规定:,空气一氧化碳的日平均量最高容许浓度为,1,mg/m,3,；,一次最高容许浓度为,3,mg/m,3,。,（,四）二氧化碳,1.性质,二氧化碳为无色、无臭、略带酸味的气体。,分子量为44.01，比空气重,。,2.,来源,畜舍中二氧化碳主要来源于家畜呼吸.,畜舍空气中的二氧化碳含量往往要比大气中高出许多倍。,冬季在换气良好的猪舍内，二氧化碳为1178.8,3535.2,mg/m,3,，,而换气不良的猪舍二氧化碳可达7856,mg/m,3,以上。,3.二氧化碳对家畜的危害,二氧化碳本身无毒性，它的危害主要是造成动物缺氧，引起慢性毒害。,家畜长期在缺氧的环境中，表现为精神萎靡，食欲减退，体质下降，生产力降低，对疾病的抵抗力减弱，特别易感结核病等传染病。,4.,卫生学要求,畜舍空气中二氧化碳应不高于2947,mg/m,3,三、减少畜禽舍中有害气体的措施,1.,科学进行畜禽舍建筑设计,2.,加强饲养管理,（1）及时清理粪尿、污水,（,2,）勤换垫料与垫草,（,3,）适当降低饲养密度,（4）,建立合理的通风换气制度,3.,合理调配日粮和使用添加剂以减少有害气体的排放量,4.,利用物理、化学试剂减少有害气体产生,5.,采用微生物活菌制剂降解有害物质,（三）畜禽舍空气中的微粒,一、畜禽舍空气中微粒的种类和数量,畜禽空气中的微粒分为无机微粒和有机微粒两大类。,无机微粒主要是扬起的,干燥粉尘,。,有机微粒很复杂，有外界产生的孢子、花粉、植物碎片、腐殖质，有粪粒、饲料粉尘、被毛的细屑、皮屑、喷嚏飞沫等。,畜禽舍空气微粒主要以有机微粒为主。,畜牧场内空气微粒的种类和数量随自然环境、季节特点、土壤性质和植被等因素而变化.,畜舍内的空气微粒的种类和数量因动物种类、饲养密度、饲料类型、饲养管理方式、畜舍内湿度不同而存在差异。,空气中微粒的含量可用密度法和重量法来度量。,密度法是指单位体积空气中的微粒数，一般用每立方米所含微粒个数表示（个,/,m,3,）；,重量法是指单位体积空气中所含微粒的毫克数，一般用,mg/m,3,表示。,据统计，畜舍空气中微粒一般在,10,3,10,6,粒,m,3,之间，在翻动垫草或干饲草时，数量可以增加数十倍。,二、,畜舍内微粒的来源,畜舍中的微粒，一部分由畜牧生产过程产生，另一部分由外界气流带入。,畜禽的走动、管理人员清扫畜床和地面、翻动或更换垫草垫料、分发干草和粉料、刷拭畜体等，都可使舍内微粒大量增加。,在封闭式畜舍内，病菌可通过微粒传播，使疾病迅速蔓延。,三、微粒对动物生产与健康的影响,1.,微粒对畜禽健康的直接危害,微粒降落在家畜体表上，可与皮脂腺和汗腺分泌物、细毛、皮屑、微生物混合在一起，粘结在皮肤上，引起皮肤骚痒和发炎。,微粒还可堵塞皮脂腺和汗腺出口，使汗腺分泌受阻，不但影响了畜体蒸发散热和体热调节，而且导致皮肤干燥，易于损伤和破裂。,尘埃微粒长期作用于眼睛，可使眼睛干燥发涩，引起角膜炎、结膜炎。,尘埃微粒吸入呼吸道，还可引起尘肺病。,2.,微粒可作为有害气体的载体侵入动物体内,微粒在潮湿环境下可吸附水汽，也可吸附,NH,3,、,SO,2,、,H,2,S,等有害气体，这些吸附了有害气体的微粒进入呼吸道后，给呼吸道粘膜以更大的刺激，引起粘膜损伤。,微粒体积越小，吸收有害气体后对呼吸系统的危害越大。,3.,微粒可作为病原微生物的载体,微生物多附着在空气微粒上运动与传播，畜舍中的微生物随尘埃等微粒的增多而增多。,4.,微粒对动物生产的影响,一方面，尘埃等微粒通过影响畜禽机体健康而影响畜禽优良生产性状的充分发挥。,另一方面，微粒也可直接影响动物的产品。,如在毛皮动物生产中，过分干燥的环境，加之尘埃的作用，会极大地降低毛绒品质与板皮质量。,四、消除或减少畜禽舍空气微粒的措施,1.,在畜牧场四周种植防护林带，减小风力，阻滞外界尘埃的产生；对畜牧场场内进行绿化，路旁种植草皮、灌木、乔木，高矮结合，尽量减少裸地面积，以减少尘粒的产生。,2.,饲料车间、干草垛应远离畜舍，且避免在畜舍上风向，以减少饲料粉尘对畜舍空气的污染。,3.,在畜舍内分发干草和翻动垫料要轻，以减少尘粒的产生。,4.,尽量减少干粉料饲喂动物，改用颗粒饲料，或者拌湿饲喂。,5.,禁止带畜干扫畜舍地面，禁止在畜舍中刷拭家畜。,6.,适当减少饲养密度，可以减少空气微粒的产生。,7.,定时通风换气，及时排除舍内微粒及有害气体。,8.,必要时进风口可安装滤尘器，或采用管道正压通风，在风管中设除尘、消毒装置，对空气进行过滤，以减少微粒量。,空气是微生物生长的不利环境，但当空气污染后，微生物可附着生存而传播疾病。,空气中微生物的数量同微粒的多少有直接关系，凡能使空气中微粒增多的因素，都可能使微生物的数量随之增加。,畜舍湿度大，微粒多，微生物的来源也多，紫外线的杀伤力微弱，畜舍内空气向外扩散的速度慢而使得微生物的数量远远超过大气，尤其是通风不良、不卫生的畜舍。,（四）畜禽舍空气中的微生物,一、畜舍空气微生物种类及危害,1.,非病原微生物,空气中常见的一些微生物是非病原微生物，如青贮饲料干渣碎屑飞粒中的乳酸菌、酵母菌，一些能分解纤维素的担子菌孢子、霉菌孢子等。,2.,病原微生物,尽管健康畜禽所在的畜舍空气中一般病原微生物很少。但在病畜的附近和兽医院周围空气，有大量的病原微生物。,主要是因为病畜鸣叫、打喷嚏、咳嗽时喷出含有病原体的微细泡沫飞散到空气中，或者带有病原体的分泌物和排泄物干燥后随尘埃进入空气中，病原微生物在空气中繁衍。,带有病原微生物的飞沫和尘埃被易感动物接触后引发相应的疫病，如吸入后容易引起呼吸道传染病，如结核、肺炎、流行性感冒。有时会使新鲜创面发生化脓性感染，甚至引起全身感染等等。,二、空气中微生物的传播途径,1,飞沫传播,家畜在打喷嚏、咳嗽、鸣叫时，从鼻腔、口腔内喷出大量的飞沫小滴，,含有黏液素、蛋白质和盐类物质，,多种病原菌可存在于其中。,2,飞沫滴核传播,当飞沫小滴干燥后，就形成飞沫滴核，这些滴核直径很小，一般仅有,12,m,，,可以在空气中长期飘浮，或者被气流带到很远的地方，引起传染病大面积扩散。,3,尘埃传播,三、减少空气微生物的措施,1.,合理选址，注意防护。,2.,建立严格的消毒制度。,3.,场内要绿化，畜禽舍内要保持清洁，减少尘埃粒子。,4.,定时通风换气，减少一切有利于微生物生存的条件，必要时采用除尘器净化空气。,第二节 噪声污染与控制,噪声是环境空气中的异常因素，也象排放到空气中的有害气体一样，是空气的污染物。,噪声对人和家畜的不良影响，已受到了人们的重视。,一、畜牧场噪声的来源,1.,外界的传入,2.,场内机械化生产过程,产生,3.,家畜自身产生,二、噪声对畜禽的影响,目前关于噪声对畜禽的影响研究极少，在人和小动物上研究较多。,1.,对生产性能的影响,2.,对行为的影响,3.,对生理机能的影响,声音是一个可利用的物理因素，它不仅在行为学上是畜禽传递信息的生态因子，而且对生产也会带来一定的利益。,例如，有人报道，在奶牛挤奶时播放轻音乐有增加产奶量的作用；用轻音乐刺激猪，有改善单调环境而防止咬尾癖的效果，有刺激母猪发情的作用；能使产蛋鸡安静、产蛋周期延长。,三、畜牧场噪声的控制,1,.,选好场址，避开噪声源,2,.,合理规划牧场,3,.,种植树木,4,.,选择噪声小的机械,第三节 废弃物的处理和利用,畜禽粪便的特性,粪便对水体和土壤的污染,畜禽粪便的处理与利用,污水的处理与利用,一、畜禽粪便的特性,（一）,畜,禽粪便的化学特性,1.,矿物质元素,包括钙、镁、钾、氯、碘、硫、磷、铜、铁、镁、钠、硒、锌、钴、钼、铅、镉、砷、铬、锶、矾等；,2.含氮有机物,包括尿素、尿酸、氨胺、含氮脂类、核酸及其降解产物、吲哚和甲基吲哚；,3.粗纤维,包括纤维素、半纤维素和木质素；,4.无氮浸出物,包括多糖（淀粉和果胶）、二糖（蔗糖、麦芽糖、异麦芽糖和乳糖）和单糖。粪中的无氮浸出物主要来自于消化道食物残渣。,（二）畜禽粪便的生物学特性,1.微生物,粪尿中微生物主要有正常微生物和病原微生物两类。,正常微生物包括大肠杆菌、葡萄球菌、芽孢杆菌和酵母菌等。,病原性微生物包括青霉菌、黄曲霉菌、黑曲霉菌和病毒等。,2.寄生虫,粪便中含有蛔虫、球虫、血吸虫、钩虫等；,3.毒物,粪便中的毒物主要来自于两个方面；,一是粪中病原微生物和病毒的代谢产物；,二是在饲料中添加的药物的残留物，包括重金属、抗生素、激素、镇静剂以及其它违禁药品等。,二、粪便对水体和土壤的污染,（一）对水体的污染,1.,恶化水质,粪便中大量的含氮有机物和碳水化合物，经微生物作用分解产生大量的有害物质，这些有害物质进入水体，降低水质感官性状指标，使水产生异味而难以利用。若饮用水受人畜粪便污染，将危害人畜健康。,2.,富营养化作用,粪便中的氮、磷等植物营养物大量进入水体，促使水体中藻类等水生植物大量繁殖，使水体溶解氧迅速下降，水生生物死亡，水中有机质在缺氧条件下厌氧腐解，使水体变黑发臭，水质感官性状恶化，这种现象称为水体富营养化作用。,3.,导致介水传染病发生,粪便中含有大量的病原微生物，包括细菌、病毒和寄生虫。这些病原会通过水体的流动，在更大范围扩散和传播，导致疫病在更大范围内爆发和流行。,（二）对土壤的污染,1.,病原微生物污染,未经处理的畜禽粪便进入农田，粪便中的病原微生物及芽孢会在农田耕作土壤中长期存活。这些病原微生物一方面会通过饲料和饮水，危害动物健康；另一方面会通过蔬菜和水果等农产品，危害人类健康。,2.,矿物质元素的污染,在饲料中大量使用矿物质添加剂，使畜禽粪便中的微量元素如铜、锌、砷、铁、锰、硒含量增加。长期大量施用受矿物质元素污染的畜禽粪便，会导致这些微量元素在土壤中富集。如果土壤中微量元素富集过多，就会影响植物生长发育，导致农作物减产。,三、,畜禽粪便的处理与利用,畜牧场废弃物处理与利用的基本要求是：,养殖过程做到污染物的减量化，,处理污染物的过程作到无害化，,处理后的物料实现资源化。,合理规划畜牧场，采取先进生产工艺是实现上述目标的先决条件。,（一）畜禽粪便的处理,1,、畜禽粪便在自然界的转化,畜禽粪便通过土壤、水和大气的理化及生物学作用，使其中的微生物被杀死，并使各种有机物逐渐分解，变成植物可以吸收利用的营养物质，并通过动物、植物的同化和异化作用，重新转化为构成动物体和植物体的糖类、蛋白质和脂肪等。,换言之，在自然界的物质循环和能量流动过程中，粪便经过土壤作物的作用可再度转化为家畜的饲料。,自然生态系统物质循环示意图,2,、科学合理的布局与规划畜牧场,应根据畜牧场产生的粪尿量及土地面积的大小，确定各个畜牧场的规模，并使其科学、合理、均匀地在本地区内分布。做到施用粪肥中的主要养分可被作物吸收利用而不积累，由土壤完成基本的自净过程。,3,、畜禽粪便的清除,在集约化畜牧场，清除畜禽粪便的工艺与方式不同，产生的粪便的状态与数量也不同。,过去采用水冲式清粪，尽管节省劳动力，但大量的水进入粪便，不仅扩大了废弃物的体积与数量，增加处理与利用畜禽粪便的难度，而且浪费水资源，造成新的污染，在生产中不宜采用。,采用粪水分离工艺清除畜舍粪便，尽管消耗较多的机械、动力或人力，但可节约水资源，使产生的废弃物数量和体积减小，便于无害化处理。,猪场粪水分离工艺示意图,鸡场粪水分离工艺示意图,（二）畜禽粪便的利用,1,、畜禽粪便用作为肥料,畜禽粪便中含有多种营养成分及大量的有机质，具有改良土壤结构、提高土壤肥力和作物产量的作用，在保持农业可持续发展及绿色食品生产方面有重要意义。为防治病原微生物污染土壤和提高肥效，应经生物发酵或药物处理后再利用。,生物发酵处理,堆肥法,：,是将畜禽粪便和垫草等固体有机废弃物按一定比例堆积起来，在微生物作用下进行生化反应而自然分解，随堆内温度升高，杀灭其中的病原菌和虫卵等，达到矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。,堆肥可分为升温、高温、降温和腐熟,4,个阶段。,升温阶段主要是中温性微生物占优势，当温度达到,25,以上时进入旺盛的繁殖期，开始活跃地对有机物进行分解和代谢，,20d,左右温度上升到,50,，此时芽孢和霉菌等嗜热好氧性的菌类，将单糖、淀粉、蛋白质等有机物分解。,当温度达到,60,70,时进入高温阶段。中温性微生物受到抑制或死亡，嗜热真菌、好热放线菌、好热芽孢杆菌等微生物活动占优势。易腐有机物继续分解，一些较难分解的有机物（纤维素、木质素）也逐渐被分解。,当温度升到,70,以上时，大量的嗜热菌死亡或进入休眠状态，各种酶开始作用使有机质仍在不断分解，温度也随微生物的死亡、酶的作用消退而逐渐降低，休眠的好热微生物又重新活跃起来并产生新的热量，经过反复几次保持在,60,70,的高温水平，腐殖质基本形成。,随微生物活动的减弱，温度下降到,40,左右时，其中易腐熟的物质已成熟，剩余的几乎大部分是纤维素、木质素和其它稳定物质。,腐熟阶段为保持已形成的腐殖质和微量的氮、磷、钾肥等，应使腐熟的肥料保持平衡，有机成分应处于厌氧条件下，防止出现矿质化。,腐熟堆肥的基本要求,：,物料中有机物含量。,应占,28%,以上,，为微生物提供养料。大中型养猪场采用水冲清粪、固液分离工艺，粪便中大部分可溶性的有机质都被水溶解，粪渣缺乏有机质，很难进行好氧发酵，肥效很低。,堆肥水分含量。,以,50%,60%,为宜,，含量过低，会影响微生物的生长；过高，影响堆肥物料的通气率，进而影响好氧微生物对有机物的充分分解。,温度。,不同种类的微生物生长适温不同，,50,以上时，嗜热性微生物能存活并充分发挥作用，而嗜温性微生物则无法生存，其适温范围是,30,40,。在生产上，堆肥温度是通过加大或减小供气的办法来调控。,通气供氧。,初期应保持好氧环境，加速粪肥的氨化、硝化作用，后期应保持堆肥部分厌氧条件，以利于腐殖化，减少有效肥分挥发，并使之矿化而完成有机物降解过程。,通气的作用在于供氧、控温和去除多余水分。,堆肥中合适的氧浓度为,15,20%,。通风方法主要是翻堆、向堆肥插入带孔的通风管、借助高压风机强制通风、自然通风。,碳氮比。,碳供给细菌能源，氮则被细菌用来合成蛋白质和核酸，促进细菌繁殖。,堆肥物料适宜的碳氮比为,26,351,。,各种畜粪的碳氮比大致为：猪粪,7.1413.41,，羊粪为,12.31,，马粪为,21.51,，牛粪为,13.41,。它们,需加入秸秆、垫草等调整。,pH,值。,细菌大多要求,pH,值为中性或偏碱性，放线菌在中性和偏碱性环境中生长。,一般认为,pH,在,7.5,8.5,之间可获得最大堆肥速率,。,堆肥发酵方法简单，处理费用低，但发酵时间长，每次堆肥量不可能很多。,畜禽粪便发酵设备,的研制，解决了传统堆肥发酵处理的不足。,罐式发酵堆肥,分为上下两层的圆形金属罐，圆心为搅拌机轴，每层有多根搅拌棒，搅拌兼送风作用，上层是鲜物料和少量发酵到一定阶段的物料混合物，鲜物料利用一个输送带自动输入，搅拌机将新旧物料混匀，发酵,3,天后，物料进入下层。该层物料经,3,天发酵基本腐熟，然后用输送带将物料运走，再加入一些添加剂，包装后形成产品。,该方法腐熟期共,20,天左右，出罐后为后熟阶段。堆肥发酵工艺是连续的，便于形成工厂化生产。,自落式多层堆肥塔,共分,6,层，每层底板由多块可反转的栅板构成，加调理剂进行预处理后的堆肥物料送入最上层，发酵,24,小时，反转底板物料落入第二层，如此每天通过一层而完成前期腐熟，供氧由鼓风机通过管道送入各层。每天一次入料到第一层，第六层则每天出料一次。,该法采用自动控制，操作简单，处理量大，生产环境条件大为改善，对周边环境无污染，便于工业化连续生产。,发 酵 塔 和 发 酵 罐 堆 肥 系 统,(a),多层发酵塔：,1.,入料搅拌,2.,堆肥物料,3.,排出气进入除臭池,4.,多组可反转槽底,5.,转轴,6.,出料仓,7.,气动槽底反转柄,8.,供风管,9.,鼓风机；,(b),搅拌式发酵罐：,1.,鼓风机,2.,进风管,3.,搅拌齿兼供风管,4.,带保温层的发酵罐罐体,5.,堆肥物料,6.,驱动及液压传动装置,7.,排风管通入除臭池。,施用粪肥注意事项,：,粪肥必须经过无害化处理，并且符合,畜禽养殖业污染物排放标准,才可利用；,经处理的粪肥作肥料或土壤调节剂，其用量不能超过农田最大负荷量；,施肥后，应立即混入土壤以减少氮素挥发或随地表径流污染地面水。对多雨、坡地或沙质土地区，不宜施粪肥；,根据施肥对象的需求不同，可配置成不同用途的有机肥。若添加适量无机养分制成有机复合肥则肥效较好。,2,、畜禽粪便用作饲料,（,1,）畜禽粪便用作饲料的可行性,a.,家畜粪便作饲料的营养价值,肯定态度：,家畜粪便中含有未被消化吸收的各种营养成分，经适当处理可再次被动物利用，降低饲养成本。（营养成分最高的鸡粪，粗蛋白（干物质基础）可达,25%,甚至更高）,否定态度,：家畜粪便中的营养成分是不能被消化吸收的部分，即使含量不低，但饲料利用价值却不高。,b.,粪便用作饲料的安全问题,尽管畜禽粪便有丰富的养分，但是有许多潜在的有害物质。,一般认为，带有潜在病原菌的畜禽粪便经过高温、膨化等处理后，可杀死全部的病原微生物和寄生虫。因此，以无害化处理的畜禽粪便作饲料饲喂畜禽是安全的；只要控制好畜禽粪便的饲喂量，控制好饲料中药物添加量就可避免中毒现象的发生；禁用畜禽治疗期的粪便作饲料，或在家畜屠宰前不用畜禽粪便作饲料，就可以消除畜禽粪便作饲料对畜产品安全性的威胁。,(2),畜禽粪便用作饲料的方法,a.,干燥法,干燥法就是对粪便进行脱水处理，使粪便快速干燥，以保持粪便养分，除去粪便臭味，杀死病原微生物和寄生虫，该方法主要用于鸡粪处理。,b.,青贮法,将畜禽粪便单独或与其他饲料一起青贮。这种方法是比较成熟的加工处理家畜粪便、实现粪便资源化利用的方法。,以干燥的禽粪,50,，青饲料,30,，麸皮,20,的比例，再加少许食盐，装入缸和其它容器中，压实、封严，进行乳酸发酵，经,3,5,周后，可变成调制良好的发酵饲料。其适口性好，消化吸收率高，适于饲喂育肥猪和繁殖母猪。,c.,化学处理,可采用福尔马林法、乙烯法和氢氧化钠法。每,10kg,鲜粪添加,17.5g,的福尔马林（或乙烯）混合后加盖处理,3h,，粪便中多数微生物被杀死。用一定量的氢氧化钠处理干鸡粪后喂反刍动物可提高磷酸钙和氯化钠的获得率。,d.,生物处理,即用畜粪培养蝇蛆和蚯蚓，再将其加工成浆或粉饲喂畜禽，是营养价值极高的蛋白质饲料。,e.,发酵法,发酵法处理畜禽粪便可以分为有氧发酵和厌氧发酵两种。,3,、畜禽粪便作为能源,一是将畜禽粪便,直接作为燃料，,主要在经济落后的牧区使用,；,另一种将畜禽粪便和秸秆等混合，进行厌氧发酵产生沼气，用以照明或作为燃料,。,研究表明，家畜只能利用饲料中的,49,62%,的能量，其余的能量随粪尿排出。将家畜粪便与其它有机废弃物混合，在一定条件下厌氧发酵产生沼气，可充分利用粪能和尿能。,试验表明，饲养,2,头肉牛或,3.2,头奶牛或,16,头肥猪或,330,只鸡一天所产生的粪便形成沼气与,1L,汽油的能量相当。,指有机物在厌氧条件下，被沼气微生物分解代谢，最后形成以甲烷和二氧化碳为主的混合气体。沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。,什么是沼气？,（,1,）沼气的组成与化学性质,沼气是一种无色、略带臭味的混合气体，沼气的主要成分是甲烷(,CH,4,)，,占总体积的6075%，二氧化碳(,CO,2,)，,占2540%，还含有少量的氧、氢、一氧化碳、硫化氢等气体。,从热效率来看，每立方米沼气所能利用的热量，相当于燃烧,3.03kg,煤所能利用的热量。,（,2,）生产沼气的适宜条件,a.,适宜的温度,沼气发酵的温度范围较宽，为465，随着温度的上升产气速度加快。,畜牧场处理粪便进行沼气发酵的适宜温度为3040，最适温度范围为3538。,b.,厌氧环境,由于沼气产酸和产气是微生物在厌氧环境中分解简单有机物的结果，所以，在生产沼气过程中，一定要保证厌氧环境。,因此，对沼气发酵系统一定要进行密封，防止外界空气进入。,c.,料液的,pH,值,沼气正常发酵时的,pH,值通常为中性环境，过酸或过碱都会影响产气。,在一般情况下，发酵液,pH,值大都在6.57.5范围内时，沼气产量最高。,所以，当采用大量产酸原料时，需用石灰或草木灰调节沼液,pH,值。,d.,接种物,开始发酵时，一般都要加入一定数量的发酵菌。,畜禽粪便中通常都含有一定量的发酵菌。因此，以畜禽粪便作原料生产沼气，不需要另外接入菌种。,e.,料液浓度,研究表明，沼气发酵需要有充足的有机物，以保证沼气菌等各种微生物正常生长和大量繁殖，,一般认为每立方米发酵池容积，每天加入1.64.8,kg,固形物为宜。,沼液中总固形物浓度最大不得超过40%，最小不得小于10%。,不经过稀释的猪粪含固形物18%，直接入沼气池可发酵产生沼气。,f.,适当的碳氮比,在发酵原料中，当碳氮比为25,30,1时，沼气产气效果最好。,在进料时须注意原料的碳氮比，人畜粪便、大豆叶、野草的碳氮比适宜于发酵产生沼气。,当发酵原料为农作物秸秆时，需适当增加氮素含量。,四、废水的处理,畜牧场废水的主要成分是畜禽尿液、部分残余的畜禽粪便、饲料残渣和冲洗水。,畜牧场废水的特征与清粪方式、畜禽饲料营养、畜禽消化能力、生产管理方式和冲洗水等有关。,1.,污水处理的基本原则,采用用水量少的清粪工艺,干清粪工艺。使干粪与尿污水分流，减少污水量及污水中污染物的浓度，从而降低污水的处理难度和成本。,走种养结合的道路。污水经处理后当作肥料来灌溉农田、果树、蔬菜及草地等，尽量减少畜禽养殖场的污水排放量。,对于大中型养殖场，特别是水冲粪养殖场，必须采取厌氧消化为主，配合好氧处理和其它生物处理的方法。,对于养殖场规模小且偏远地区，尽量采取自然生物处理法。即污水可利用附近废弃的沟塘、滩涂，采用投资少，运行费用低的方式处理污水。,对农村经济比较发达，农业生产已形成规模和专业化经营的自然村，可实施以村为单位修建大中型沼气工程，使生态环境趋向良性循环。,规模化养殖场三种粪水处理模式,还田模式,无动力自然处理模式,工业化处理模式,一、还田模式,还田模式又称养殖场零排放模式，即用畜禽粪尿还田作肥料。这是一种传统的、经济有效的粪污处理方法，可以使畜禽粪尿不排向外界环境。,1,、特点,优点：,最大限度实现资源化，可以减少化肥施用量，增加土壤肥力。,投资省。,不耗能，不需专人管理，基本无运行费用。,缺点：,受条件限制，适应性不强。,存在着传播畜禽疾病和人畜共患病的危险。,不合理的使用方式或连续过量使用会导致硝酸盐、磷及重金属的沉积，从而对地表水和地下水造成污染。,恶臭及降解过程产生的氨、硫化氢等有害气体的释放会对大气构成威胁。,2,、适用范围,远离城市，经济落后，土地宽广，有足够的农田消纳养殖场粪污的地区。,畜禽场规模不大，一般出栏在,5000,头规模以下。,当地劳动力价格低，大量使用人工清粪，冲洗水量少，浓度低。,二、无动力自然处理模式,该模式以厌氧消化为主体工艺，结合氧化塘或土地处理系统、人工湿地等自然处理系统，可以使处理出水达到排放标准。而厌氧处理后的沼渣、沼液可全部还田，也可称为,“,简单厌氧处理,+,生态工程处理法,”,。,2,、特点,优点：,投资省。一个万头猪场废水处理工程投资约占猪场总投资的,3,4,。,运行管理费用低，不耗能。,污泥量少，不需要复杂的污泥处理系统。,设备简单，管理方便，对周围环境影响小。,可以回收能源（甲烷）。,缺点：,需要占用大量土地。,负荷低，产气率低，甲烷回收量少。,厌氧系统建于地下，出泥困难，维修不方便。,有污染地下水的可能。,2,、适用范围,离城市较远，经济欠发达，土地宽广，地价较低。,有滩涂、荒地、林地或洼地可作废水自然处理系统。,养殖场规模中等。,当地劳动力价格较低，以人工清粪为主，水冲为辅，冲洗水量中等，进入处理系统污水,COD,最好在,6000mg/L,以下。,3,、工艺设计参数,（,1,）厌氧系统,进水,COD2000,6000mg/L,；,水力停留时间,4,8,天；,容积负荷,0.4,1.0kgCOD/(m3.d),COD,去除率,70,85,（,2,）氧化塘系统,进水,COD500,900mg/L,，,BOD150,400mg/L,；,水力停留时间,20,30,天；,BOD,表面负荷,0.05,0.07 kg/(m2.d),；,塘深,1.2,2.5m,；,COD,去除率,60,80,三、工业化处理模式,这种模式的粪污处理系统由预处理、厌氧处理、好氧处理、后续处理、污泥处理及沼气净化、贮存与利用等组成，需要较为复杂的机械设备和要求高的构筑物，其设计、运转均需专业技术人员来执行。与前两种模式相比，这是一种技术含量最高