畜禽養殖業糞便成分調研范文

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近年來，安徽省畜禽養殖業迅猛發展，2009年安徽省統計年鑒數據表明，安徽省2007年畜牧業總產值為637億元，2008年達到807億元，較上年增加約26．7%，畜牧業產值占農林牧漁業總產值的比例由2007年的30．78%上升到2008年的32．98%［1］，畜禽養殖數量和規模都有了顯著提高。規模化畜禽養殖業的發展在解決了畜產品供給和帶動農村經濟發展的同時也帶來了日益嚴重的環境污染問題。大多數規模化畜禽養殖場缺少有效的糞便處理措施，大量畜禽廢棄物和污水未經處理直接進入水體，加劇了河流、湖泊的富營養化。據調查估計，目前畜禽糞便中氮、磷的流失量大于化肥的流失量，約為化肥流失量的122%和132%，畜禽廢棄物產生的環境污染，已成為我國農村面源污染的主要來源之一［2－3］。此外，隨著規模化、集約化畜禽養殖業的發展，飼料中各種微量元素添加劑的使用也越來越廣泛。調查表明，我國每年使用微量元素飼料添加劑15萬～18萬t，由于吸收利用率低，大約有10萬t左右未被利用隨糞便排出［4］。目前畜禽糞便的主要利用方式是作為有機肥料施入農田，其中大量重金屬的排放不但會造成土壤重金屬累積超標所帶來的嚴重生態破壞，更有可能進入食物鏈而對人類健康造成危害。規模化養殖所帶來的環境問題已經引起世界的廣泛關注。

1材料與方法

1．1畜禽糞便樣品的采集在安徽省范圍內分別選取淮南、廣德、巢湖、桐城、懷寧和穎上共6個地區的大型規模化養殖場所產生的畜禽糞便作為試驗材料，畜禽糞種類包括肉雞、蛋雞、肉牛、奶牛和生豬5種，按有機肥料的采集與處理方法采集樣品84個，其中肉雞糞18個，蛋雞糞12個，肉牛糞24個，奶牛糞18個，生豬糞12個。采集到的畜禽糞便樣品自然風干后過1mm尼龍篩，置于樣品袋中干燥保存備用。

1．2樣品分析方法總N、P、K、有機碳等養分含量按照《土壤農業化學分析方法》中規定的方法進行測定［5］，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr采用HNO3-HClO4(3∶1)消煮提取，原子吸收分光光度法測定，重金屬Hg和As采用原子熒光分光光度法測定。1．3畜禽糞便量及養分、重金屬排放總量的計算不同畜禽糞便排泄量及糞便中養分含量差異很大，與動物的種類、品種、生長期、喂養飼料等諸多因素有關。研究中畜禽種類的飼養周期和日排泄量綜合國內資料確定，糞便中養分和重金屬含量等數據由該次調查取樣分析結果確定，養分及重金屬含量均以干基計。Q=N?T?P式中，Q為畜禽糞便年總產生量;N為飼養量，采用2009年安徽省統計年鑒中的數據;T為飼養周期;P為排泄系數，是指單個動物每天排出糞便的數量。肉牛和奶牛生長期一般長于1年，因此排污周期取365d，采用年末存欄量作為當年的飼養數量;豬的平均飼養周期為199d，以豬的年出欄數代表豬當年的飼養量;禽類養殖中肉雞的生長期一般為55d，蛋雞為210d［6］，因缺少肉雞、蛋雞及其他禽類的具體統計數字，取肉雞的生長期55d代表禽類生長周期，以禽類的出欄數代替當年飼養量。各畜禽品種日排泄系數采用第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊中華東地區的數據［7］，見表1。用畜禽糞便年總產生量折算成干基質量，乘以對應的糞便中養分及重金屬含量即可計算出安徽省畜禽養殖業2008年排放的氮、磷、鉀養分總量及Pb、Cr、Zn、As等重金屬總量。

2結果與分析

2．1總N、P、K養分含量由于畜禽種類不同，各養殖場間的飼料成分配比和飼料添加劑的使用量不同造成不同種類糞便中養分和重金屬含量差異較大。其中糞便全氮含量肉雞最高，平均為39．6g/kg，其次為生豬，平均35．1g/kg，蛋雞和奶牛依次為33．2和16．6g/kg，肉牛糞便全氮含量最低，為13．4g/kg;全磷含量蛋雞、肉雞明顯高于奶牛和肉牛，其中蛋雞最高，平均為18．9g/kg，肉牛最低，平均為10．7g/kg;全鉀含量不同品種間差異較大，奶牛和肉牛差別不大，分別為11.4和11．8g/kg，而蛋雞和肉雞分別達到30．8和27．7g/kg，顯著高于奶牛和肉牛;含水率方面除了肉雞糞便較干燥，含水率為41．1%外，其余畜禽品種的含水率均在75．3%～82．3%;有機碳含量上各畜禽品種差別不大，范圍在340．9～392．6g/kg。總體來看，由于蛋雞和肉雞消化道短，飼料中的養分吸收利用較少而隨糞便排出較多，因此蛋雞、肉雞中的氮、磷、鉀養分總含量高，分別達到82．9和83．0g/kg，其次為生豬，總養分含量達到69．0g/kg，奶牛和肉牛糞便中總養分含量最低，分別為40．3和35．9g/kg(表2)。

2．2重金屬含量由表3可見，糞便中鉛含量以豬糞最高，為20．6mg/kg，其次是奶牛，16．1mg/kg，蛋雞、肉雞和肉牛Pb含量差別不大，分別為13．3、12．8和13．8mg/kg;Cd含量除了肉雞較低，為0．33mg/kg外，其余各畜禽品種差別不大，平均含量范圍在0．45～0．59mg/kg;Cr含量生豬最高，為48.2mg/kg，其次是肉雞，32．6mg/kg，奶牛和肉牛差別不大，分別是18．4和19．1mg/kg，蛋雞最低，11．8mg/kg;Cu、Zn含量均表現為生豬＞蛋雞＞肉雞＞奶牛＞肉牛;Hg含量以蛋雞最高，102．5μg/kg，其次是生豬，44．0μg/kg，奶牛和肉牛含量差別不大，分別是25．5和29．8μg/kg，肉雞最少，為10.0μg/kg;As含量以生豬最高，19．75mg/kg，其次是肉雞、奶牛和肉牛，蛋雞含量最低，為0．98mg/kg。總體來看，豬糞中重金屬含量普遍高于牛和雞，尤其是Cr，約為蛋雞的4倍，Cu和As含量約是蛋雞的20倍;蛋雞糞中Hg含量較高，約為牛的3～4倍，其余重金屬含量都較低。此次取樣的畜禽糞便中Pb、Cd、Cr、Hg、As含量均沒有超出城鎮垃圾農用控制標準(GB8172－1987)和農用污泥中污染物控制標準(GB4284－1984)中的含量控制標準值［8－9］，但因農田或菜地連續多年大量施用而引起的重金屬累積超標風險依然存在。

2．3排放量估算由于安徽省統計年鑒中僅對牛和家禽總量的年末存欄量和出欄數量進行了統計，而沒有奶牛、肉牛、蛋雞、肉雞等不同畜禽品種的詳細數據，因此在計算過程中以奶牛和肉牛養分及重金屬含量的平均數值代表牛，以蛋雞和肉雞養分及重金屬含量的平均值代表禽類。通過計算得出安徽省當年畜禽養殖業產生的糞便和其中的養分、重金屬含量見表4。由表4可見，2008年安徽省畜禽養殖業產生的糞便中純氮、磷、鉀養分的排放量分別約為113235、58441和80573t，相當于24．62萬t尿素(含N量46%)、111．59萬t過磷酸鈣(P2O5含量12%)和16．18萬t氯化鉀(K2O含量60%)，按照2008年安徽省耕地面積414萬hm2，每1hm2農田可承載的畜禽糞便的最大負荷為150kgN/hm2計算［10］，則安徽省耕地面積可承載的最大糞便量為62．1萬t總氮，而安徽省的畜禽糞便總氮量為11．3萬t，是耕地最大承載量的18．20%。2008年畜禽養殖業通過糞便排放進入到環境中的重金屬Pb為72．59t，Cd2．30t，Cr125．97t，Cu977．96t，Zn1123．98t，As32．67t，Hg為171．41kg。因為該調查對牛、豬和雞以外的畜禽種類缺少統計分析，以及計算方法上的原因，安徽省2008年畜禽糞便的實際產生量要大于以上計算結果。

3小結

安徽省地處華東地區，境內江河密布，跨長江下游、淮河中游，五大淡水湖之一的巢湖橫臥江淮大地，快速發展的畜禽養殖業對農業面源污染造成的壓力不容忽視，同時這些畜禽糞便中含有大量氮磷鉀養分也是寶貴的資源，通過沼氣工程、堆肥發酵等工藝將畜禽糞便進行無害化處理和資源化利用，不僅可以從源頭有效控制面源污染，還能夠發展循環經濟，為養殖業可持續發展找到一條健康之路。畜禽糞便土地利用過程中需要重點關注重金屬的問題，避免畜禽糞便過量施用引起的重金屬超標污染土壤，因此要加強對農產品質量安全監控。