規(guī)模豬場舍區(qū)空氣污染及防制措施

羅會琴，董新星，王孝義，蘭國湘，李俄然，李明麗，*

(1. 云南農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，云南 昆明 650201；2. 云南省賓川縣畜禽良種推廣站)

近年來，隨著養(yǎng)豬業(yè)規(guī)?；?、集約化的快速發(fā)展，豬舍內(nèi)環(huán)境日趨惡化，導致養(yǎng)豬場空氣污染，不僅影響豬群的正常生長，豬只發(fā)病率增加、生產(chǎn)性能下降，同時使人類生存環(huán)境不斷惡化，威脅著人們的身心健康，引起養(yǎng)殖場周圍居民的強烈不滿與抗議，投訴案件屢屢發(fā)生，已受到人們的廣泛關注。有學者研究報道，育肥豬平均每頭排放107.18～424.42 mg/h的氨氣，一個年出欄萬頭的豬場，平均每天氮的排放量為105 kg，其中大部分以氨氣的形式排放到大氣中。據(jù)統(tǒng)計，年出欄10.8萬頭的豬場每小時向大氣排放14.5 kg硫化氫、l5億個菌體、25.9 kg粉塵，污染半徑可達4.5～5.0 km。因此如何控制豬場產(chǎn)生的污染，使各階段豬群的生產(chǎn)性能達到最佳就顯得十分必要及重要。論文綜述了豬場污染的來源及其綜合防制措施，以期為豬場環(huán)境污染的控制提供一定的參考。

1 豬場污染的來源及其化學組成

豬場空氣污染物主要來自豬的呼吸、糞尿、墊草、飼料等的積存發(fā)酵、豬皮膚的分泌物和外激素、舍內(nèi)空氣交換不暢等。此外，豬若患有消化道疾病或飼料未消化完全，也可能從消化道排出一些。豬的糞尿在腐敗分解的過程中，蛋白質、氨基酸因細菌活動而進行的脫羧和脫氨作用對惡臭物的產(chǎn)生影響最大。此外，豬舍空氣中的還可能產(chǎn)生有機微粒和微生物，豬場臭氣產(chǎn)生與有機微粒的關系密切、有機微粒是微生物的極好載體，并能吸附大量的揮發(fā)性臭氣(如不飽和醛、糞臭素)。同時，微生物分解有機質也會產(chǎn)生臭氣。許多研究者對豬場中豬糞發(fā)酵產(chǎn)生的惡臭成分進行了鑒定，發(fā)現(xiàn)豬糞惡臭成分大約有230余種，其中對豬只危害最大的惡臭物質主要是氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)和揮發(fā)性脂肪酸(VFA)。盡管臭氣的種類很多，但從其組成上通?？煞譃閾]發(fā)性含氮化合物、揮發(fā)性硫化合物、揮發(fā)性脂肪酸和芳香族化合物等四類，見表1。它的產(chǎn)量因日糧組成、清糞方式、糞便和污水的處理、空氣塵埃含量、畜舍換氣量等不同而不同。

2 豬場空氣污染的控制

豬場的空氣污染，主要來源于豬舍內(nèi)自身排放的有害氣體，其次是來源于周圍工業(yè)生產(chǎn)排放的廢棄物，因此需要從場址選擇與豬舍設計、飼養(yǎng)工藝、日糧配制和飼養(yǎng)管理等多方面入手，進行綜合控制。

2.1 合理選擇場址和設計豬舍

合理選擇豬場場址是防止工業(yè)有害氣體污染和解決豬場有害氣體對環(huán)境污染的關鍵。豬場的場址應選擇城市郊區(qū)、郊縣，遠離工業(yè)區(qū)、人口密集區(qū)，尤其是醫(yī)院、動物產(chǎn)品加工廠、垃圾場等污染源。

在建造豬場時，要正確設置豬場內(nèi)的建筑，豬場內(nèi)要建硬質的有一定坡度的水泥路面，大型豬場的生產(chǎn)區(qū)最好設有噴霧降塵除塵系統(tǒng)，有充足的供水和通暢的排水系統(tǒng)。合理設計豬舍，在豬舍內(nèi)設計除糞裝置，窗口使用卷簾裝置，合理組織豬舍的通風換氣，以及時排出豬舍內(nèi)的污濁空氣，防止舍內(nèi)潮濕，保持舍內(nèi)干燥。同時，防止豬的飲水系統(tǒng)漏水，把豬場的污水和雨水收集輸送系統(tǒng)分離開，以減少豬場污染物的總排放量。在日常生產(chǎn)管理中，要對豬只進行定點排糞尿的調教，平時要及時清除豬舍內(nèi)的糞便污物，減少豬舍內(nèi)的粉塵及微生物，并盡量做到糞、尿(水)分離。

2.2 推行干清糞工藝

與其他清糞工藝相比，采用干清糞工藝不僅可以有效減少豬場的用水量和污水量，而且還可以保持豬舍內(nèi)清潔無臭，污水易于凈化處理；豬糞的養(yǎng)分損失少，肥料價值高。據(jù)調查，一個年出欄1萬頭豬的規(guī)模化豬場，每日排污量：水沖清糞方式為150～200 m3/d；水泡清糞方式為100～120 m3/d；人工干清糞方式為50～60 m3/d，可見，采用人工干清糞方式的排污量明顯減少。

2.3 科學配制日糧

豬采食飼料后，飼料在消化道內(nèi)(尤其后段腸道)消化的過程中，因微生物腐敗分解而產(chǎn)生臭氣；同時，未完全消化吸收的養(yǎng)分在體外也會被微生物降解而產(chǎn)生惡臭。產(chǎn)生的糞污越多，臭氣就越多。提高日糧的消化率，減少糞便中干物質(特別是蛋白質)的排出量，既可減少腸道臭氣的產(chǎn)生，又可減少糞便排出后臭氣的產(chǎn)生，這是減少豬場惡臭來源的有效措施。Otto等的試驗表明，在維持豬正常生長速度的情況下，降低日糧中粗蛋白的含量，并補充必需氨基酸，可以減少育肥豬糞尿中氮和氨的排出量，同時還可以減少揮發(fā)性脂肪酸和乙酸、丙酸、異丁醇和異戊醇酸的濃度。有研究表明，當日糧粗蛋白降低至10 g/kg體重時，氨態(tài)氮在排泄物中的含量會降低9%。因此，在生產(chǎn)實際中，通過科學配制豬的日糧，對提高飼料的利用率，降低飼料成本和減少豬場惡臭氣體的產(chǎn)生具有重要的意義。此外，采用液態(tài)料飼喂生長豬及育成豬，飼料的適口性好，消化利用率高，無粉塵，而且可減少豬的呼吸道疾病，并降低成本，豬的生長速度快。

2.4 合理使用飼料添加劑

在豬的日糧中添加酶制劑、酸制劑、有效微生物(effective microorganisms，EM)制劑、絲蘭屬植物提取物等，除可以提高豬只的生產(chǎn)性能外，對控制惡臭也具有一定的作用。

2.4.1 酶制劑 在豬的日糧中添加酶制劑可以補充機體內(nèi)源酶的不足，激活內(nèi)源酶的分泌，可提高蛋白質和碳水化合物的利用率，從而減少糞便中惡臭氣體的排放。張克英和陳代文在仔豬低能飼糧(DE為12.8 MJ/kg)中添加植酸酶，使仔豬的日增重、蛋白質生物學效價、鈣和磷的消化利用率分別提高了10.6%、11.6%、4.3%和19.6%。任建波等的消化實驗證明，在斷奶仔豬日糧中添加0.1%的消化酶，可使粗蛋白消化率提高3.3%。

2.4.2 酸制劑 大多數(shù)研究表明，在仔豬日糧中添加有機酸可提高仔豬對蛋白質的消化和吸收，提高氮在機體內(nèi)的存留，從而減少仔豬腹瀉及腹瀉帶來的惡臭。汪莉等報道，在仔豬日糧中添加0.15%的溢多酶和1%的檸檬酸，可以提高粗蛋白消化率6.49%，舍內(nèi)氨氣含量降低了17.6%。

2.4.3 微生態(tài)制劑 微生態(tài)制劑是從動植物體中分離出能促進豬體內(nèi)微生態(tài)平衡的有益菌或其發(fā)酵產(chǎn)物。仔豬攝入后可增加消化道內(nèi)有益微生物的數(shù)量，調節(jié)體內(nèi)的微生物生態(tài)平衡，防止仔豬下痢，促進生長發(fā)育，提高豬的飼料轉化率，減少腸道內(nèi)氨、吲哚等惡臭物質的產(chǎn)生，同時氨氣、硫化氫又能被有益菌作為營養(yǎng)利用，從而改善豬舍環(huán)境。朱萬寶和常志州用益生菌劑，按0.5%的劑量添加到50日齡斷奶仔豬日糧(粗蛋白含量為19%，總消化能為12.14 MJ/kg)中，結果試驗組舍內(nèi)NH4+-N的含量比對照組降低了19.4%～33.3%，硫化氫的含量降低了17.4%～28.5%。

2.4.4 植物提取物 植物提取物主要是從樹木、花草等植物中提取具有兩種活性成分(含鐵糖蛋白)，一種可以與氨氣結合，另一種則與硫化氫、吲哚、有毒有害氣體結合，具有控制惡臭的作用，同時與腸內(nèi)的微生物具有協(xié)同效應，有利于營養(yǎng)物質的吸收，抑制尿酵素的分解，使氨氣的含量減少。絲蘭屬和樟科植物是目前研究較多的兩種植物?？蓪⒔z蘭屬植物提取物直接添加到豬飼料中或將其放入墊料、糞坑或化糞池中，能有效地減少氨氣的散發(fā)。有實驗表明，在仔豬基礎日糧中分別添加350 mg/kg的樟科植物提取物和12 mg/kg 絲蘭屬植物提取物均能減少仔豬糞便中有害氣體的釋放，改善豬舍環(huán)境。Tabak等報道，樟科植物提取物通過抑制胃腸道幽門螺桿菌產(chǎn)生的脲酶活性而降低氨氣釋放。

2.5 加強豬場的衛(wèi)生管理

在豬群的日常飼養(yǎng)管理中，要及時清除豬舍內(nèi)的糞尿和污水，保持豬舍內(nèi)的清潔衛(wèi)生。保持盛糞床或溝內(nèi)良好的排水和通風，使排出的糞便及時干燥，可大大減少豬舍內(nèi)氨和硫化氫等有害氣體的產(chǎn)生。通風不僅可以使糞便保持干燥，還可及時將豬舍內(nèi)的有害氣體排出舍外，使豬舍內(nèi)保持良好的空氣環(huán)境。同時，要做好豬場糞便的處理，建造位置恰當、容積適宜的專用糞房或糞池，及時對糞便進行高溫快速干燥，或進行堆肥處理，或使用除臭劑等，切實做好豬場糞便的處理。

2.5.1 高溫快速干燥糞便 使糞尿迅速分離和干燥，可以有效減少臭氣的產(chǎn)生。在生產(chǎn)中，可以采用煤、重油或電產(chǎn)生的熱能對豬場糞便進行人工干燥。糞便的干燥處理需采用干燥機，國內(nèi)使用的干燥機大多為回轉式滾筒，在短時間內(nèi)(約數(shù)十秒鐘)溫度達到500～550℃，使豬糞中的水分降低從而控制臭氣產(chǎn)生。

2.5.2 堆肥處理 將豬場糞便進行堆肥處理(composting treatment)，是處理豬場糞污的一條重要途徑，不僅可以控制豬場的環(huán)境污染，還能促進豬場糞污的資源化利用?？梢栽谪i場建堆肥棚及堆肥槽(坑)，堆肥棚要注意防雨水，可考慮前、后面敞開式，側面全部遮蔽，地面為水泥結構，設置通氣孔，墻距約3 m，墻高1.7 m，長度視需要而定。糞便收集好后，注意控制適當水分，定時注入空氣，把堆積糞便的溫度控制在30～60℃；并每周翻動1～2次，以降低臭氣，加速發(fā)酵。整個過程約需6～8周，而后直接用于農(nóng)田或制作有機肥。

2.5.3 采取適當措施降低糞尿的pH值 糞尿及其潴留液的pH值與腐敗微生物的活動和有害氣體的溶解有關，故可影響有害氣體的產(chǎn)生和釋放。腐敗微生物活動的適宜pH值為7.0～8.0，與排泄物的pH值大致相同，因此鮮糞可迅速腐敗釋放有害氣體。而用于豬糞除臭的放線菌最適pH值為9.0，與堆肥的pH值接近，故高溫堆肥不利于腐敗菌的活動，臭氣的產(chǎn)生較少。NH3與H2S都是易溶于水的物質，溶于水后兩者酸堿性剛好相反。研究表明，當pH>9.5時，H2S的溶解度提高，釋放量減少；NH3在pH=7.0～10.0時大量釋放，pH<7.0時釋放量大大減少，pH<4.5時，NH3幾乎不釋放。

2.5.4 應用除臭劑 除臭主要包括物理除臭(physical deodorization)、化學除臭(chemical deodorization)和生物除臭(biological deodorization)三種方法。物理除臭劑主要指一些表面積比較大、孔隙多、吸附能力強的物質。常用的有活性炭、沸石、泥炭、鋸木屑等?；瘜W除臭劑常用的有高錳酸鉀、過氧化氫等，其通過氧化臭氣成分為少臭或無臭物質，從而達到除臭的效果；生物除臭劑主要是指活菌制劑，其作用是通過生化過程脫臭，通常復合菌的除臭效果較單一菌好。有人在豬糞中添加10%的淀粉芽孢桿菌，甲烷、硫化氫和一氧化氮的排放量顯著減少。

3 結語

綜上所述，豬場空氣污染來自多方面，為了保護和改善豬舍環(huán)境質量，應從養(yǎng)豬生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)著手抓起，采取綜合防治措施，在養(yǎng)殖的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后生產(chǎn)全過程中減少污染的產(chǎn)生，這樣才能使養(yǎng)豬業(yè)清潔生產(chǎn)，從而保證食品安全，確保人類健康。

參考文獻:

[1] 朱志平，董紅梅，尚斌，等. 育肥豬舍氨氣濃度測定與排放通量的估計[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2006，25(4)：1076-1080.

[2] 周元軍. 規(guī)?；i場豬糞尿沼氣發(fā)酵綜合處理利用[J]. 畜牧與獸醫(yī)，2003，35(9)：19-20.

[3] Ndegwa P M, Hristov A N, Arogo J, et al. A review of ammonia emission mitigation techniques for concentrated animal feeding operations[J]. Biosystems Engineering, 2008, 100(4): 453-469.

[4] 張信宜，王燕，吳寶銀，等. 規(guī)?；i場臭氣減排的營養(yǎng)和飼養(yǎng)技術研究進展[J]. 家畜生態(tài)學報，2017，38(4)：1-14.

[5] 楊朝飛．全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染情況調查及防治對策[M]．北京：中國環(huán)境科學出版社，2002．

[6] Otto E R, Yokoyama M, Hengemuehle S, et al. Ammonia, volatile fatty acids, phenolics and odour offensiveness in manure from growing pigs fed diets reduced in protein concentration[J]. Journal of Animal Science, 2003, 81(7): 1754-1763.

[7] Aarnink A J A, Schrama J W, Heetkamp M J, et al. Temperature and body weihgt affect fouling of pig pens[J]. Journal of Animal Science, 2006, 84(8): 224-2231.

[8] 張克英，陳代文. 仔豬飼糧中添加植酸酶對養(yǎng)分利用率的影響[J]. 四川畜牧獸醫(yī)，2003，30(增刊)：39-42.

[9] 任建波，胡忠宏，張立彬，等. 不同復合酶對斷奶仔豬生產(chǎn)性能和飼料養(yǎng)分利用率影響的比較研究[J]. 飼料工業(yè)，2012，33(18)：31-34.

[10] 汪莉，蘇軍，蒲德倫，等. 溢多酶和檸檬酸結合對斷奶仔豬生產(chǎn)性能及豬舍糞臭的影響[J]. 飼料工業(yè)，2000，21 (10)：15-17.

[11] 朱萬寶，常志州. 益生菌飼喂斷奶仔豬促生長作用與除臭效果[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2000(1)：66-67.

[12] 鄭光耀. 絲蘭提取物對豬場環(huán)境污染及豬生長性能的影響[J]. 林產(chǎn)化工通訊，2000，34(2)：26-28.

[13] Tabak M, Armon R, Neeman I. Cinnamon extracts inhibitory effect on helicobacter pylori[J]. Journal of Ethnopharmacology.1999, 67(3): 269-277.

[14] 張婷，嚴紅，王帆. 納米Y沸石對堆肥中氨氣的吸附作用及其機理研究[J]. 環(huán)境工程，2013，31(增刊)：480-560.