随着畜禽養殖企業環保意識增強和各級管理部門糞污治理監管力度的加大(dà),糞便污水直排的問題基本得到了遏制,畜禽養殖臭氣污染逐步成爲養殖業關注的焦點。畜禽養殖集中(zhōng)度提高後,養殖臭氣污染重,處理難度大(dà),直接影響養殖場周邊空氣質量和居民的生(shēng)活,迫切需要研究其綜合治理措施。對此,筆者就畜禽養殖臭氣的來源及成分(fēn)、臭氣的影響,以及養殖臭氣綜合治理的技術問題和措施作一(yī)綜述和探讨,供畜禽養殖工(gōng)作者參考。
1 養殖臭氣的來源及成分(fēn)
畜禽養殖生(shēng)産中(zhōng)的臭氣,其實質是微生(shēng)物(wù)在一(yī)定的溫度、濕度條件下(xià),厭(yàn)氧發酵碳水化合物(wù)、含氮和含硫化合物(wù)所産生(shēng)的不完全代謝物(wù),這些物(wù)質刺激人的嗅覺感受器,産生(shēng)令人不愉快的感覺。有資(zī)料顯示,畜禽糞便的臭味物(wù)質有100多種,按化學性質分(fēn)爲氨和揮發性胺類、含硫化合物(wù)、吲哚類和酚類、揮發性脂肪酸類。
1.1 氨和揮發性胺類
氨是報道最多的臭氣成分(fēn),在臭氣組成中(zhōng)所占比例較高,對空氣環境帶來的影響也相對較大(dà)。養殖環節中(zhōng)産生(shēng)的氨主要源于尿液中(zhōng)的尿素氮,小(xiǎo)部分(fēn)來自于糞便。尿中(zhōng)尿素氮接觸到微生(shēng)物(wù)分(fēn)泌的尿酶就會産生(shēng)大(dà)量的氨氣。揮發性胺類包括腐胺、屍胺、甲胺、乙胺等,多由腸道菌群發酵含氮物(wù)質而産生(shēng)。
1.2 含硫化合物(wù)
養殖臭氣中(zhōng)含硫化合物(wù)主要指硫化氫、硫醚類、硫醇類等物(wù)質,其中(zhōng)硫化氫的濃度比例僅次于氨氣,且檢測閥值較低,稍有濃度就會帶來不悅感。含硫臭氣主要通過二條途徑産生(shēng),一(yī)是由含硫蛋白(bái)質類物(wù)質在細菌合成的蛋氨酸γ-裂解酶的作用下(xià)發酵降解而來,二是腸道中(zhōng)硫酸鹽還原菌降解有機質時還原硫酸根離(lí)子(SO42-)而産生(shēng)。
1.3 吲哚類和酚類物(wù)質
主要來源于微生(shēng)物(wù)對色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的酵解,其中(zhōng)以吲哚、3-甲基吲哚(糞臭素)、酚、對甲酚、4-乙基酚、苯乙酸、苯甲酸等對養殖臭氣的作用最大(dà)。日糧蛋白(bái)質在大(dà)腸厭(yàn)氧環境下(xià)分(fēn)解産生(shēng)色氨酸,色氨酸在低PH環境下(xià)降解成吲哚,在高PH值環境下(xià)形成3-甲基吲哚(糞臭素);酪氨酸發酵産生(shēng)酚、對甲酚、4-乙基酚;苯丙氨酸發酵産生(shēng)苯乙酸和苯丙酸。
1.4 揮發性脂肪酸
揮發性脂肪酸來源于碳水化合物(wù)的分(fēn)解和含氮化合物(wù)的脫氨。碳水化合物(wù)在無氧條件下(xià)發酵成帶有酸臭味的乙酸、丙酸和丁酸等揮發性有機酸,一(yī)部分(fēn)經過吸收代謝供能,一(yī)部分(fēn)進一(yī)步發酵成二氧化碳和甲烷,還有一(yī)部分(fēn)揮發到空氣中(zhōng),引起酸臭味。含氮化合物(wù)的脫氨在無氧條件下(xià)經微生(shēng)物(wù)發酵産生(shēng)更多長鏈或支鏈的揮發性脂肪酸,其臭味閥值很低。
2 畜禽養殖臭氣的影響
2.1 影響畜禽和養殖人員(yuán)健康
上述各類臭氣對畜禽健康都是十分(fēn)有害的,以NH3和H2S濃度最高,危害最大(dà)。以氨氣爲例,動物(wù)吸入呼吸系統後可引起上呼吸道粘膜充血,支氣管炎,進入肺泡後可由上皮組織進入血液,破壞血液運氧功能,免疫力下(xià)降,體(tǐ)質變弱,生(shēng)産性能下(xià)降。有試驗報道,在空氣中(zhōng)含氨量爲50mg/m3時,仔豬增重率下(xià)降12%,含氨量100~150mg/m3時,增重下(xià)降30%。有調查顯示,畜禽舍内空氣中(zhōng)氨含量少則6~35mg/m3,多則達150~500mg/m3。畜禽長期在臭氣嚴重的環境下(xià)生(shēng)活,其健康、生(shēng)長以及畜産品品質都會受到不程度的影響。養殖場的臭味對飼養員(yuán)的健康也存在危害,會誘發一(yī)些慢(màn)性疾病。
2.2 影響環境衛生(shēng)
養殖場的臭氣排到舍外(wài),直接污染環境,影響空氣質量,特别是在離(lí)居民區、道路較近的養殖場,排出的臭氣使人感到呼吸不暢,惡心嘔吐,煩躁不安,頭暈腦脹,濃度較高時會有一(yī)種窒息感。筆者了解,某環保巡視組移交的某市畜禽養殖污染舉報清單中(zhōng),80%以上是臭氣擾民。蘇南(nán)某大(dà)型豬場由于臭氣問題,周邊居民提出了不是人搬家就是豬場搬遷的強力要求。養殖臭氣問題已經影響到了養殖業的可持續生(shēng)産,成爲養殖管理的難題之一(yī)。
3 臭氣綜合治理措施
綜上所述,畜禽規模養殖臭氣對畜牧生(shēng)産、環境衛生(shēng)、居民生(shēng)活等影響很大(dà),迫切要求我(wǒ)(wǒ)們盡快研究探索規模養殖臭氣綜合治理的技術和有效措施。在畜禽養殖生(shēng)産過程中(zhōng),臭氣的産生(shēng)主要有動物(wù)飼養過程和糞尿貯存兩個環節,根據已有研究和實踐應從以下(xià)幾個方面采取措施。
3.1 合理制訂飼料營養濃度
從成分(fēn)分(fēn)析中(zhōng)可以看出,臭氣主要來源于含氮物(wù)質,臭氣成分(fēn)與飼料中(zhōng)含氮濃度、品質以及動物(wù)消化能力有密切關系。目前,一(yī)些養殖企業片面追求日增重和高産,過分(fēn)提高飼料營養濃度,如仔豬、肉仔雞日糧粗蛋白(bái)達22%以上,引起消化不良,飼料使用率降低,糞尿和臭氣中(zhōng)含氮物(wù)質增加,結果是高投入、高污染。因此,科學合理确定飼料營養,提高動物(wù)飼料消化利用率是減少糞便的排出量,降低排洩物(wù)中(zhōng)含氨物(wù)質殘留,減少腐敗分(fēn)解産生(shēng)惡臭的最有效途徑。一(yī)是選用優質的飼料原料。據報道,選用消化率高的飼料可以使糞尿中(zhōng)氮減少5%以上。有氣味的飼料如魚粉、烏賊粉等會使糞尿的氣體(tǐ)更臭。含硫量低的飼料可有效降低硫化氫的産生(shēng)。适量增加飼料中(zhōng)粗纖維可有效降低糞尿中(zhōng)含硫化合物(wù)的散發量。二是改進加工(gōng)工(gōng)藝,飼料粉碎恰當,有利于提高飼料消化率,減少糞便及含氨物(wù)質的排出。經過發酵、加熱、膨化、調質等處理後,可有效降解飼料中(zhōng)蛋白(bái)酶抑制因子、凝集素等一(yī)些抗營養因子,提高飼料消化率。三是适量降低粗蛋白(bái)水平,添加合成氨基酸。日糧中(zhōng)粗蛋白(bái)含量與消化率往往成反比關系。1995年歐洲飼聯會就指出,日糧中(zhōng)粗蛋白(bái)降低1個百分(fēn)點,氮排出量的減少潛力有8%。建議以畜禽飼養标準爲依據,利用氨基酸平衡理論,科學制訂營養标準和飼料配方,達到動物(wù)生(shēng)産、飼料利用、生(shēng)産成本、糞污臭氣排出的合理化。
3.2添加有益微生(shēng)物(wù)
有益微生(shēng)物(wù)可以減少氨和腐敗物(wù)質的生(shēng)成,降低腸道内容物(wù)中(zhōng)氨、甲酚、吲哚、糞臭素等含量,從而減少糞便的臭氣。芽孢杆菌具有較強的産酶能力,分(fēn)泌蛋白(bái)酶、澱粉酶、脂肪酶等,降解飼料中(zhōng)的營養物(wù)質,提高消化率。日本研制推廣的EM菌,可抑制大(dà)腸杆菌的活動,減少蛋白(bái)質向氨和胺轉化,有效減少氨、胺、硫化氫等有害氣體(tǐ)産生(shēng)。葉芬霞等分(fēn)離(lí)得到的巨大(dà)芽孢杆菌CCW-Y1菌株、灰色鏈球菌CCW-Y2菌株和熱帶假絲酵母CCW-Y3菌株,對NH3、H2S均有較好的除臭效果,複合使用對豬糞、雞糞、牛糞中(zhōng)NH3、臭氣的去(qù)除率可達80%以上,H2S的去(qù)除率達65%以上。不少企業直接将有機肥菌種直接噴灑在糞便上臭氣效果也較好。
應用新型發酵飼料對降低臭氣有明顯的效果。近年來,南(nán)京寶輝生(shēng)物(wù)飼料有限公司等企業采用多菌種多底物(wù)好氧厭(yàn)氧一(yī)次性深度發酵生(shēng)産的新型發酵飼料,能有效地提高飼料轉化率,減少氮類物(wù)質排放(fàng),對雞場、豬場除臭效果也十分(fēn)明顯。上海愛森(sēn)肉食養豬公司應用該産品三年來,發現養豬場的臭氣味在場外(wài)很難聞到了,大(dà)大(dà)減輕了養殖場環境的壓力。
3.3 選用植物(wù)、礦物(wù)除臭物(wù)質
3.3.1 絲蘭屬提取物(wù)可有效減少舍内氨氣等臭味氣體(tǐ)排放(fàng)水平,改善動物(wù)生(shēng)産性能。絲蘭提取物(wù)其主要活性成分(fēn)有絲蘭皂苷、多糖、白(bái)黎蘆醇和麟鳳蘭多酚。皂苷具有表面活性劑的特性,多糖具有結合氨氣等有害氣體(tǐ)的能力,多酚具有抗炎症和抗氧化的作用。Rowland、Dcaton、朱治仝、馬彥博等研究,使用絲蘭屬提取物(wù)後,雞舍、豬舍内氨氣均有不同程度下(xià)降(35%~65%)。
3.3.2 茶葉提取物(wù)也有較好的除臭效果,含有較多的鞣酸、黃酮等多酚類化合物(wù),有較強的活性作用,與多種臭氣有加成、中(zhōng)和、絡合、包莢、吸附等物(wù)理、化學作用。我(wǒ)(wǒ)國茶葉資(zī)源豐富,大(dà)量的老茶枝葉被裁剪抛棄,資(zī)源利用潛力大(dà),有待研究開(kāi)發。
3.3.3菊芋中(zhōng)的菊糖,可降解爲果聚糖,有利于腸道中(zhōng)雙歧杆菌的生(shēng)長,已有試驗證明,飼喂含菊芋的飼料後,豬舍臭氣比對照舍明顯減少。
3.3.4天然植物(wù)的落葉及枯草含有多糖類物(wù)質,發酵分(fēn)解後可吸收三甲胺、氨氣、揮發性硫醇、甲硫醇等臭味分(fēn)子。
3.3.5沸石粉、膨潤土、海泡石、凹凸棒土、蛭石、矽藻土等非金屬礦,具有多空性和巨大(dà)表面積的特點,吸附性能強,對氨氣、硫化氫、二氧化碳及水分(fēn)有很強的吸附力。有多個研究表明,使用上述礦物(wù)飼喂動物(wù),舍内氨氣明顯下(xià)降(21%~78%)。
3.4 科學選擇養殖工(gōng)藝
養殖工(gōng)藝對臭氣的産生(shēng)影響很大(dà),應科學選擇。糞污在畜舍内滞留時間越長,畜舍内的臭氣就越重。多層疊式、自動傳糞的蛋雞舍,雞糞在傳送帶上迅速風幹,定時傳出雞舍,臭味較輕;傳統的多層階梯式的雞舍,雞糞掉入糞溝,呈糊狀或漿狀,易厭(yàn)氧發酵,産生(shēng)惡臭氣味。豬舍幹清糞工(gōng)藝,糞便及時清出豬舍可減少舍内氣味;水泡糞工(gōng)藝若采用地下(xià)(糞液面之上)抽風,臭味較輕,否則糞水長期滞留豬舍,臭味就重。敞開(kāi)或半敞開(kāi)的畜禽舍、溝糞外(wài)置的,臭氣向四周擴散,臭味嚴重;封閉式、糞溝内置的畜禽舍集中(zhōng)排放(fàng),便于收集處理。養殖密度也會影響臭氣的濃度,密度大(dà)、糞便收集困難,臭氣産生(shēng)量大(dà)。
3.5 臭氣的收集和降解
3.1-3.3是從源頭減少臭氣的産生(shēng),但養殖過程中(zhōng)臭氣産生(shēng)總是不可避免的,必須采取措施,做好臭氣的收集和降解,盡可能減少對環境的污染。目前,規模養殖場多爲封閉性的,清潔區一(yī)側進風(高溫時使用水簾),非清潔區一(yī)側風機排風。外(wài)排的風中(zhōng)有臭氣和微細糞粒,使人感到不愉快。筆者在連雲港調查,實地考察了連雲港溫氏公司合作的農戶豬場,在出風口三四米的周邊設置一(yī)道擋塵網,在網上設置噴淋,将排出的微粒擋在網上,水溶性臭氣通過滴水、霧水吸收到水中(zhōng),再對水進行降解處理,其結果下(xià)風口臭味基本消除,見圖1。這種方式在一(yī)些有機肥生(shēng)産企業已有較多應用,方法簡單,投入較少,是一(yī)種養殖場簡便易行的臭氣處理方式。
據南(nán)京農業大(dà)學顔培實教授介紹,日本不少水泡糞養殖企業,通過地下(xià)風管,将舍内臭氣引入發酵床底下(xià),通過發酵床生(shēng)物(wù)過慮的方法,吸收降解臭氣。
3.6 糞便的合理處理
規模養殖場臭氣另一(yī)來源是堆糞場,不少場糞便随意堆放(fàng),糞池敞開(kāi),成爲蚊蠅滋生(shēng)的場所和臭氣的重要源點。加強堆糞場管理是控制臭氣污染的重要舉措。一(yī)是采用舍外(wài)發酵床處理,采用幹濕分(fēn)離(lí)的清糞工(gōng)藝,污水進入厭(yàn)氧池發酵,固糞進入舍外(wài)發酵床,加入部分(fēn)有機物(wù)和發酵菌種,定時翻動,見圖2。實踐證明,成功的發酵床無臭、無異味,是處理半固态糞便的好方法。二是加強堆糞場管理,要求做到防雨、滲防、防溢、封閉,對不成型的糞便,加入砻糠、短稭稈、幹樹(shù)葉等有機物(wù),吸水通氣,加快有氧發酵,噴灑有機肥菌種則更有助于發酵,減少臭氣産生(shēng)。三是污水集中(zhōng)收集,封閉厭(yàn)氧發酵,定期輸出作液态肥使用。
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