赵 亮 ，李向阳 ，赵 明 ，赵瑞萍

（1.山西省农业科学院农业信息研究所，山西太原030006；2.山西省农业科学院现代农业研究中心，山西太原030031）

畜牧业立体污染是农业立体污染的重要组成部分[1]，是畜牧业生产过程、饲养管理过程、交易和加工过程及畜禽病原微生物4个方面造成的对大气、土壤、水体和生物立体污染及其危害。

畜牧业立体污染概念的提出[2]，提醒我们治理畜牧业污染，需要从整体上加以考虑。从畜牧业立体污染防治角度来讲，我们必须尽快全面实施一体化的综合防治理论与技术研究，重点开展主要污染物在水体－土壤－生物－大气系统中迁移规律的研究及高新技术在立体污染防治中的应用研究。这样有助于人们从系统与整体的角度更好地认识和解决畜牧业污染问题。

1 山西省畜牧业立体污染的现状

1.1 水体污染

山西省地处黄土高原，境内河流全属外流水系，水资源比较匮乏。当前，山西省水环境污染加剧的趋势虽有所遏制，但水环境质量仍难以根本改善。对水污染防治，环保部门往往只注意工业废水和生活污水，实际上畜禽养殖产生的粪尿量也很大[3]（表1），其中携带有大量的化学成分（表2），对水体的污染负荷，已经成为更大的污染源。

1.2 大气污染

山西省作为煤炭工业大省，在拉动经济快速增长的同时，也带来了严峻的工业环境污染。在治理工业污染的同时，我们也要重视畜牧业对大气的污染危害。养殖场对空气的污染包括恶臭、尘埃与微生物。

表1 各种畜禽粪便的日排放量 kg/只

表2 畜禽粪便的化学成分%

1.3 残留潜在污染

由于目前山西省畜禽养殖仍然以散养为主，养殖户的法律意识淡薄和素质不强，加上政府监管不到位，养殖户为了追求最大的经济效益，将禁用药物当作添加剂使用的现象相当普遍。虽然“瘦肉精”等严重为害人类健康的药物残留[4]已得到有效控制，但一些抗生素等药物违规使用仍然存在，如为鸡蛋变黄而使用促进色素沉积的阿散酸、为皮肤色泽好看而使用洛克沙砷、为增强褐色蛋壳的色泽而使用土霉素药渣等以及屠宰前使用兽药用来掩饰有病畜禽临床症状以逃避宰前检验，这些都造成畜产品中的兽药残留。长期食用药物残留超标或含有违禁药物的肉、蛋、奶等食品及以这些初级产品为原料加工制成的食品，药物就会不断在人体内蓄积，当蓄积到一定程度时就会使人的心、脑、肝、肾等重要器官受损，对人的健康造成危害。因此，必须采取有效措施控制药物残留。

2 研究内容、方法、技术路线

本研究主要调查太原市周边地区的养殖规模以及这些养殖场粪污排放量，同时对饲喂畜禽的饲料和畜禽肉品质及粪便中残留物质进行测定，评价畜牧业对环境的污染程度，并对其原因进行简单阐述。通过对国内外多种畜禽粪尿和污水处理方法的处理工艺、处理能力、经济效益和主要优缺点的深入比较和分析，找出了适合山西省畜禽养殖业的治污思路和措施（图1）。

3 山西省畜牧业立体污染的防治对策和建议

3.1 借鉴国外畜禽养殖业的环境管理经验

畜牧业发达国家或地区[5]对畜禽粪尿污染的防治，已经形成了法律法规和技术规范的完整体系。除了立法管理以外，美国还十分注重通过农牧结合来化解养殖业的污染问题。养殖业与种植业高度结合，在饲料、饲草、肥料上形成相互协调、相互促进的关系，养殖场的动物粪便或通过输送管道或直接干燥固化成有机肥归还农田，基本上没有了污染物的排放，也就无须投入大量污染治理设施。

为了防治养殖业污染，日本制定了《废弃物处理与消除法》、《防止水污染法》和《恶臭防止法》等7部法律，对畜禽污染防治和管理进行了明确规定。日本政府实行了鼓励养殖企业保护环境的优惠政策，即养殖场环保处理设施建设费50%来自国家财政补贴，25%来自都道府县，农户仅支付25%的建设费和运行费用。

加拿大也主要通过立法进行畜禽养殖业的污染防治和管理。由于加拿大对养殖业污染的治理以畜禽粪便的土地消化利用为主，禁止将畜禽养殖场污水排放到河流中，所以，无需花费大量的资金投入到污水处理上。

3.2 吸取国内大城市畜禽污染治理的教训

上海地区单位面积畜禽平均饲养量远高于国内其他地区，因此，畜禽粪便引起的环境矛盾较国内其他地区突出。上海市政府决定，从1999年起，市政府每年投资6 000万元，有关区县政府提供1/2的配套资金，乡镇及牧场也要投入资金，解决该市畜禽污染问题。但治理超过10 a，得到的教训是投入高，效益低，资源未充分利用，畜禽污染防治问题没有得到根本解决，说明只有资源化循环综合利用才是根本出路。

太湖流域由于畜禽粪便的随意排放造成水体富营养化，最终引起藻类大量繁殖，造成严重水体污染，政府部门大力采取措施，对水域进行清除处理，但效果并不明显，原因是没有从源头上找到问题。从太湖水污染事件中吸取的教训是：磨盘山水库水源地的保护一定要抓好，预防库区水质富营养化。尤其在磨盘山水库水质已存在造成富营养化的条件时，更要加大防治力度。

4 研究推广畜牧业环境污染防治技术

4.1 畜牧业生态工程技术

根据家畜生态学和生态经济学原理，将动物（畜禽）及其生存环境和人类社会活动作为一个有机整体考虑，对营养物质进行多层次的分解利用，全面而又系统地进行畜牧业生产，变废为宝，实现无废物、无污染生产[6]，使畜牧业生产向着高产、优质、高效和可持续方向发展。

现在很多科技园区将畜禽粪便进行堆肥发酵、沼气发酵和沼液还田，使整个园区成为一个开放式的生态系统[7]。园区内的优质牧草可以喂养畜禽，畜禽产生的粪水一部分直接施入果园，一部分进入沼气池，经厌氧发酵产生沼气，沼气又可供园区采暖和发电，解决了能源问题，沼液用于浇灌园区苗木、蔬菜和果园，减少了化肥施用量，同时提高了蔬果品质，增加了产量，提高了果树的防冻能力和抗病虫害能力，节省了成本。沼渣可用来养蚯蚓，作为动物蛋白质饲料的来源，剩余的废渣还可以作为肥料来使用，可以改良土壤，防止土地板结。通过果-草-畜相结合的模式[8]，使沼气、沼渣和沼液得到充分的综合利用，既防止了畜禽养殖污染，改善了农村生态环境，又促进了农牧业的健康发展。

例如，位于太原市小店区的绿康源生态农业公司，将种植业和养殖业结合起来，养殖业的粪便和污水作为原料生产沼气，用于本企业的生活生产能源，沼液和沼渣通过处理作为肥料施用于本园区的蔬菜大棚，实现了园区内部的良性循环，同时创造了很好的经济效益和环境效益。

4.2 粪便的再利用技术

随着集约化程度的提高和养殖规模的不断扩大，忽视了畜禽养殖业的管理问题。通常动物饲养者和饲料生产者为最大限度地发挥动物的生产性能，实现经济效益的最大化，往往在配合饲料生产中添加一些能促进畜禽生长、但可能对环境和人体健康造成伤害的物质，这些物质最终沉积到粪便中。在施用畜禽粪便[9]的过程中，向水体环境无序排放氮、磷、铜、锌等有机质及药物添加剂等物质，在一定区域内又不能及时被植物转化，通过长时间的营养富集，造成土表层和地下水恶化，而且也会导致病原菌的扩散，对畜禽及人类的健康构成威胁，影响人类的生存环境。

采用传统的方法把粪便直接还田往往难以消化，必须借助于高科技手段和装备，高效率地把畜禽粪便转化为可用的资源。山西省有些地区把畜禽粪便干湿分开，干粪可利用高效菌种发酵转变成饲料，高浓度粪水可采用厌氧发酵原理产生沼气[10]。这种方法既产生了新的能源，又能对发酵液进行综合开发利用，实现生物质能的多层次循环利用。有的地区采用煤、油或电等能量进行人工烘干，使原有粪便中70%的水分降到8%以下，同时达到去臭、灭菌的效果，产生可用的有机肥。还有的地区采用低等的动物蚕食畜禽粪便，在分解大量废弃物的同时，也提供了动物蛋白饲料及大量优质有机肥。土壤在获得肥料的同时净化了粪便，节省了粪便的处理费用，提高了畜禽粪肥的还田利用率，使畜禽粪便资源商品化，以较低的投入达到较高的社会和经济效益。

4.3 开发和应用环保饲料，提高饲料利用率

随着人类生活水平的日益提高，人们对绿色安全食品的需求量在不断加大。在饲料资源日趋紧缺的今天，通过合理选择饲料原料，依据利用率高的原料来制定日粮配方，可以减少饲料原料的浪费，防止畜禽营养过剩，降低环境污染，增强动物的抗病能力，改善动物产品的品质。

畜禽排泄的大量含氮物质是造成畜牧业环境污染的重要原因，这些物质主要来自饲料中未被消化利用的粗蛋白和氨基酸的降解。它们渗入地表水、地下水和饮用水中造成水的污染，使水体富营养化，并产生臭气。通过改进饲料加工工艺，利用理想的能量蛋白、氮磷和氨基酸平衡，降低饲料中的粗蛋白水平，达到动物所需的适宜比例，则猪粪尿中氮的排出可减少50%以上。

磷是动物生长所必需的重要元素，过量的磷排泄容易导致水体的富营养化，也会影响作物对其他营养元素的吸收。饲料中添加植酸酶[11]，可水解植酸盐，释放出无机盐为动物吸收利用，从而降低排泄物中磷的含量。如在猪日粮中使用200～1 000个单位的植酸酶，可以减少粪便中磷排出量的25%～50%。

高铜、高锌日粮对于动物确实有促进生长和防腹泻效果，并被广泛应用于生产中。过量的矿物元素经动物排泄后，从而对土壤和水体造成污染，不仅不利于畜牧业的可持续发展，最终还可能威胁到人类健康。微量元素以螯合物的形式添加到饲料中，可以提高其消化利用率，降低对环境的污染。目前，以蛋氨酸锌、蛋氨酸锰、赖氨酸铜等对动物的效果最好。

在饲料生产中，抗生素、激素类物质被长期使用，导致畜禽产品存在药物残留，对人、畜某些疾病的预防和治疗造成困难。微生态制剂通过调节胃肠道内的微生物群落，促进有益菌的生长繁殖，对提高饲料的利用率作用明显。饲料中添加酶制剂，可降低畜禽氮磷和其他矿物质元素的排泄量，有利于环境保护。发展微生态制剂、酶制剂和中草药等绿色环保饲料添加剂[10]，以降低或取代抗生素的使用，减少养分和臭气的排放，提高畜禽对饲料的利用率。开发和利用生态环保型饲料已成为未来饲料发展的一个新动向。

5 结论

随着山西省畜牧业持续快速发展，畜产品数量大幅度增加，人们对营养和健康的问题越来越关心，对畜产品的安全与卫生要求也越来越严格。要从源头上解决畜牧业环境污染、保障畜产品安全，必须运用生态营养学理论，进行环保饲料配方技术的研究与产业开发[12]，通过制定法规、加强管理监督加以控制。为了我们生存的环境生态平衡，通过营养平衡配方技术，采用酶制剂、饲料添加剂等生物技术措施，可以降低粪便中氮、磷和一些微量元素对环境的污染。在控制和减少畜禽粪便排放量的同时，必须重新理解和认识畜禽粪便废弃物的资源意义，更加合理、有效地利用畜禽粪便资源，大力发展沼气池，发展生态型畜牧业生产的系统工程，促进生态环境的良性循环。总之，山西畜牧业要走可持续发展道路，必须重视废弃物的处理利用，才能为人类提供更多、更安全的畜产品。

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