家畜环境卫生学：第九章 畜牧生产中的污染控制

NJAU颜培实第九章畜牧生产中的污染控制2第一节畜产公害的基本概念畜牧生产过程中，由于可以产生多种有害气体、粪尿、尸体、鸡的死胚与蛋壳，对人类环境产生了一定的危害。而在畜产品中由于某些元素的累积和富集、药物的残留，也可对人类健康和生命产生一定的危害，故统称为畜产公害。3一、畜产公害的起因1、畜牧经营方式与规模的变化4分散—集中（高密度、机械化）562、畜牧场由农牧区转向城镇郊区传统的畜牧业分散、小规模、农牧结合、饲料就地取材、粪尿就地施用现在，城市化进程导致畜产品需求提高大量粪尿不能及时运走，城郊土地承受过多的畜产废弃物73、化学肥料使用增多，粪尿堆积增加894、工农业生产过程中的废弃物污染（1）空气污染10A、二氧化硫（SO2）B、氟化物、C、氮氧化物D、碳氢化物呼吸系统Ca、P代谢呼吸系统黏膜硫、氮及脂肪族化合物呼吸系统、血压及毒性微生物传播化工厂及汽车畜牧场A、恶臭B、尘埃1112氟化物对桑树的危害13温室效应(Greenhouseeffect)大气吸收来自地球表面的较长波长的辐射，以提高地球表面附近大气的温度。H2O、CO2、CH4、CFC目前CO2每年增加0.4%，过去100年间增加25%，主要来自燃烧。大气中CO2的清除海洋、森林、农作物的吸收。14气候变暖欧洲气候变暖的速度高于世界其他地区，如果近100年来温度升高0.95摄氏度（夏天0.7，冬天1.1），其他地区的温度仅升高0.7摄氏度。到21世纪，欧洲气温将有可能升高2.0至6.3摄氏度。欧洲环境组织认为，近10年来欧洲最热的年度是1998年、2002年和2003年。近年来，全球平均每年以0.2摄氏度的速度在增长。15气温上升的影响雨量、海洋水平面的变化。雨量的减少将导致耕地的沙漠化。海洋水平面的升高将导致海岸地区的淹水。病媒繁殖区域的变迁。气候变异（climatevariability）16气候暖化对人体健康的影响1.热衰竭与中暑。2.病媒及病原微生物。3.气候暖化可能增加空气中花粉和霉菌的浓度，从而引起气喘或过敏的增加。4.空气污染。5.饮水匮乏。6.移民问题。沙漠化，因而减少可耕地以及迫使居民迁移，传染病、公共卫生问题。7.灾变。气候的暖化可能引起较剧烈、较频繁的台风，从而导致公共卫生的冲击17解决温室效应的方法改用不产生CO2的能源，如太阳能、核能。造林。减少采伐。使用替代能源（全球60%的人仍旧使用柴木烧饭）。18恶臭和温暖化气体北极浮冰区-4%/年南极松岛冰川40亿吨/年600年内浮于海面,+5米1955-大洋+0.06度IPCC:未来100年1.4-5.8度温暖化气体CO2CH4俄科学家推测，北极永冻土带中埋藏的甲烷气体总量是大气中甲烷气体含量的2500倍。1964年以来，新疆冰川减少了20%，冰储量减少18%雪线高度则上升60米。全球水域平均冰冻时间向后推迟了8.7天，而开始解冻的时间则提前了9.8天。据此，他们推算出全球平均气温150年来升高了1.8摄氏度。饮鸠止渴、涸泽而渔RecentReductionsinChina’sGreenhouseGasEmissions,DavidG.Streetsetal1990-2000CO2-7.3%CH4–2.2%19空气污染的控制合理选择场址改进生产工艺，及时清除舍内粪尿和污水降低粪尿的PH值保持舍内干燥和通风科学地配制日粮添加剂的应用（沸石）20（2）水体污染：2005年11月，航拍受污染的松花江松花江污染带抵达哈尔滨市区212211月20日7时，黑龙江省第一个监测断面即肇源断面检出苯超标。至12月19日20时，同江监测断面硝基苯浓度值首次达标，污染带在黑龙江省松花江江段历时30天。省、市环保局在肇源至同江874公里的江段上共设置17个监测断面，实施24小时不间断监测。1.21km/h30天+7天23哈尔滨水质达标恢复供水11月27日，硝基苯浓度为０.００３４毫克/升，达到国家标准24水生命之源腐败有机物混浊恶臭溶解氧(DO)下降(5-10mg/L)氧气充足:CO2NH3NO2-NO3-厌气分解:CH4H2SNH3指标DOBODCOD（COD超标50－60倍，BOD超标70－80倍，SS超标12－20倍。）富营养化:进入水体之N，P，藻类大量繁殖,加大混浊度,进而使藻类缺氧死亡的过程.磷20mg/m3

无机氮300mg/m3

为富营养化25262728292003年主要河流排放入海的污染物量河

流COD

磷酸盐氨

氮重金属砷石油类污染物总量滦

河578050230120

10

2206410黄

河87214022018410200601610892640长

江27194707003030290363403340698902929360闽

江172340116019810

2530

1607760203760九龙江2329602020693037030420242730珠

江17640302414070790

91702680471201917930合

计576672097620

146460487306280127020619283030渤海31东海32南海3334无机氮35水污染的危害引起介水传染病流行

取决于水体受污染的程度、病原微生物在水中是否生存及生存的时间长短引起急性和慢性中毒

取决于有毒物质的性质、毒物的浓度和作用时间等因素其他影响

水体的感官形状发生变化，往往会影响水中有机物和溶解氧的含量，从而影响水中正常微生物的生长和繁殖，妨碍水中有机物的氧化和分解。36（3）土壤污染：372006年7月白色垃圾385、兽药残留兽医无节制使用兽药饲料添加剂中滥用抗菌素、促生长剂39二、污染与自净自然界通过物理、化学和生物学方法，对有害物质具有一定的去除消害、降解、转化、灭活作用，这一能力称为环境的自净。物理自净：沉淀、稀释、逸散化学自净：氧化、还原、中和、转化生物自净：吞噬、分解、灭活40污染：有害物质的排放，超过环境的自净能力所允许的量。生物富集例：若水中汞含量为0.0001mg/L，则浮游生物体内可达0.001-0.002mg/L，滤食性鱼类体内0.2-0.5mg/L。41三、环境污染对家畜的危害环境污染:生态系统中原有的某种元素或物质数量大幅增加,或有害物质进入生态系统,使生态平衡状态遭受破坏的状态.原生环境问题(自然)次生(第二)环境问题(人为)广泛性:延食物链传播生物富集:物质浓度沿食物链逐渐浓缩的过程.潜在性:积累-临床潜在性42次生(第二)环境问题过去4万年间，人类挑战自然、顺应自然开垦耕地、乱伐森林、演变河流。沃土良田、农耕文化、都市文明环境污染自然环境：人类所制造的历史产物，在不同的地域产生与之适应的变异生物群体。43农业污染面污染源包括各种无组织、大面积排放的污染源，如含化肥、农药的农田径流，畜禽养殖业排放的废水、废物等，北京近郊畜禽养殖场排放的有机污染物为全市工业和生活废水所含有机污染物总量的3倍，滇池流域的面污染源所排放的氮磷污染占据了氮磷污染总量的60%以上。面源污染的控制应与生态农业、生态农村的建设相结合，通过合理使用化肥、农药以及充分利用农村各种废弃物和畜禽养殖业的废水。湖泊、河流、海湾的底部沉积物蓄积着多年来排入的大量污染物，称为内污染源，目前已是水体富营养化和赤潮形成的重要因素，在适当条件下，还会释放出蓄存的重金属、有毒有机化学品成为二次污染源，对生态和人体健康造成长期危害，应与点源、面源污染一并考虑，进行综合治理。441、引起家畜中毒急性危害：当具有高毒性的污染物高剂量进入空气、水体、土壤和饲料中，通过呼吸道、消化道及体表接触等多种途径进入机体，可引起动物的急性中毒，出现特定污染物质中毒的特有症状，甚至死亡。慢性危害：环境中低浓度的有毒有害污染物长期反复对机体作用，引起动物生长缓慢、抗病力下降、毒害物质在体内残留等。452、对畜产品的影响引起人体中毒，过敏性反应，病原微生物的抗药性滥用添加剂（瘦肉精）提高动物的生长速度，增加瘦肉率，减少脂肪在体组织中的沉积。蒸煮、烧烤、微波处理后，药物残留无减少心跳加快、肌肉颤抖、肌肉疼痛、神经过敏、头疼西班牙：135（1989），43（1991），232（1992）；法国：26（1990）；意大利：62（1996）463、致癌、致畸、致突变Dioxin污染（奥特辛）氯乙烯诱发人和动物肝血管肉瘤，致畸胎474、其他危害一方面，养殖动物的体质下降，容易继发感染各类传染性疾病和寄生虫疾病；另一方面，有害生物如病媒昆虫及致病微生物大量繁殖与孳生，使许多传染性疾病和寄生虫病容易传播与流行，造成更大的经济损失。48第二节畜产废弃物的处理与利用农区53%牧区47%产值3.7%产量2.9%海域300万平方公里千家万户副业生产大规模城郊畜牧业废弃物(NP)任意排放施肥不当灌溉扩大饲料添加剂农药生物入侵(洪湖滇池)中国渔业生态环境状态公告(1999-2001)因陆源污染物排放,近岸河口及内湾鱼虾类产卵场,仔稚幼鱼索饵场受到无机氮和磷酸盐污染,水体呈一定程度富营养化平均规模:猪场650头,鸡场22000只,中小型占70%,污染的主要部分.1999年粪便19亿吨,为工业固体废弃物的2.4倍.49每1000磅活重之猪每天平均排出50磅包括氮5.8％，磷2.5％及砷1.4％(Miner,1971)。排泄物之物中粪中所含氮占33％而尿占67％(Smith,1971)。501、肥料512、生物畜床微生物与微生态的多样性事例：森林的落叶层发酵床养猪523、腐熟堆肥法采用自然堆腐或高温堆腐的方式，产生的高温可杀死病原微生物，寄生虫及虫卵、草籽等做到无害化。腐熟的肥料可以施入耕地，增加土壤肥力，改善土壤结构。53

（a）无通风堆肥（b）有通风堆肥1-表层为已腐熟的堆肥；2-粪便及生活垃圾；3-有孔的管道；4-风扇自然堆肥54

粪便收集蔬菜专用肥花卉专用肥果树专用肥其他专用肥前期干燥发酵后期干燥直接施用成品深加工粪便腐熟发酵工艺流程554、粪便干燥处理自然干燥（太阳能发酵热蒸发）电热机械挤压5657鸡粪的营养特点鸡粪便(粪和尿)作为鸡的代谢产物，其所含化学成分或营养成分受多种因素影响。营养价值一般以雏鸡粪高于成年鸡粪，肉鸡粪高于蛋鸡粪。(一)粗蛋白质为20.1%—34%，真蛋白占37%—45%，非蛋白氮(NPN)占60%左右。(二)干物质中的粗纤维含量为15%~17%。(三)灰分差异较大，蛋鸡粪为29%左右，且钙与磷的比例为3~5：1，肉鸡粪粗灰分含量为17%，钙磷比例为1.1~1.3：1。(四)B族维生素和维生素K含量丰富。(五)低能量肉鸡粪喂牛、羊，其消化能在10.21兆焦／千克，蛋鸡粪仅为7.53~7.95兆焦／千克。58鸡粪的青贮方法联合国粮农组织认为，青贮是很成熟的畜禽粪便加工方法，不仅可防止粗蛋白的损失，并且几乎杀灭所有的有害微生物。(一)鲜鸡粪，加入甲酸及甲醛，0.3%（88%甲酸）0.5%（40%的甲醛）防腐、杀病原菌。(二)水分和养分平衡：可与饲草、水果和蔬菜废料、块根块茎或其它来源的可发酵碳水化合物(糖蜜、谷物粉、糠麸等)混合，为乳酸菌形成乳酸提供可溶性糖分；水40%~65%。鸡粪含水75%~80%，可经过加入糠麸、草粉、作物的秸秆来调整水分含量。新鲜湿鸡粪加入10%麸皮，其含水量即可达到60%左右的要求。59实例鲜鸡粪40%、红苕40%、麸皮10%、玉米粉10%、骨粉0.5%、食盐0.3%配合青贮45天后代替奶牛精料的50%饲喂奶牛，奶产量和奶成分无变化，利用了资源，节约了成本。(三)填袋粗排水管或聚乙烯塑料袋。排尽空气，顶部封严，扎紧。(四)发酵时间4—6周(五)无氮浸出物有3%左右的损失，适口性改善，无沙门氏细菌，大肠杆菌大大减少，细菌总数降低，无病原菌。其中的细菌，主要为不致病的乳酸菌和酵母菌，卫生质量明显改善。605、沼气厌氧发酵，采用贮留池、发酵罐等形式，产生的沼气用做能源，沼液还田，沼渣可以喂鱼。上海东风奶牛场为例：粪便用刮粪装置输入发酵罐制取沼气为全场提供能源；经发酵后的沼渣和料液用作培养基，大量培养光合细菌，加工成蛋白质饲料；余下的粪渣作饲料基地的肥料；余下的料液流入无土栽培温室，培植蔬菜等作物；经无土栽培使用后的料液进入池塘养鱼、鸭和水生植物。61常见的处理工艺全混合式沼气发酵装置，常温发酵，物料滞留期40天左右，产气率低，为0.13-0.3M3/M3·天;塞流式发酵工艺,并有搅拌、污泥回流和保温装置，发酵温度为15-32℃,产气率为1.2-2.0M3/M3·天;上流式污泥床反应器(UASB)或厌氧过滤器(AF),或两者结合的工艺,其优点是能够使厌氧微生物很好地附着,进一步提高反应速度和产气量。62636、厌氧处理与农业利用结合型64

猪舍固液分离固体处理

气化池

缓冲池

曝气池消毒池生物氧化池牧草地（果树地、菜地）生物净化池