畜禽养殖业粪便成分调研范文

近年来，安徽省畜禽养殖业迅猛发展，2009年安徽省统计年鉴数据表明，安徽省2007年畜牧业总产值为637亿元，2008年达到807亿元，较上年增加约26．7%，畜牧业产值占农林牧渔业总产值的比例由2007年的30．78%上升到2008年的32．98%［1］，畜禽养殖数量和规模都有了显著提高。规模化畜禽养殖业的发展在解决了畜产品供给和带动农村经济发展的同时也带来了日益严重的环境污染问题。大多数规模化畜禽养殖场缺少有效的粪便处理措施，大量畜禽废弃物和污水未经处理直接进入水体，加剧了河流、湖泊的富营养化。据调查估计，目前畜禽粪便中氮、磷的流失量大于化肥的流失量，约为化肥流失量的122%和132%，畜禽废弃物产生的环境污染，已成为我国农村面源污染的主要来源之一［2－3］。此外，随着规模化、集约化畜禽养殖业的发展，饲料中各种微量元素添加剂的使用也越来越广泛。调查表明，我国每年使用微量元素饲料添加剂15万～18万t，由于吸收利用率低，大约有10万t左右未被利用随粪便排出［4］。目前畜禽粪便的主要利用方式是作为有机肥料施入农田，其中大量重金属的排放不但会造成土壤重金属累积超标所带来的严重生态破坏，更有可能进入食物链而对人类健康造成危害。规模化养殖所带来的环境问题已经引起世界的广泛关注。

1材料与方法

1．1畜禽粪便样品的采集在安徽省范围内分别选取淮南、广德、巢湖、桐城、怀宁和颖上共6个地区的大型规模化养殖场所产生的畜禽粪便作为试验材料，畜禽粪种类包括肉鸡、蛋鸡、肉牛、奶牛和生猪5种，按有机肥料的采集与处理方法采集样品84个，其中肉鸡粪18个，蛋鸡粪12个，肉牛粪24个，奶牛粪18个，生猪粪12个。采集到的畜禽粪便样品自然风干后过1mm尼龙筛，置于样品袋中干燥保存备用。

1．2样品分析方法总N、P、K、有机碳等养分含量按照《土壤农业化学分析方法》中规定的方法进行测定［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测定，重金属Hg和As采用原子荧光分光光度法测定。1．3畜禽粪便量及养分、重金属排放总量的计算不同畜禽粪便排泄量及粪便中养分含量差异很大，与动物的种类、品种、生长期、喂养饲料等诸多因素有关。研究中畜禽种类的饲养周期和日排泄量综合国内资料确定，粪便中养分和重金属含量等数据由该次调查取样分析结果确定，养分及重金属含量均以干基计。Q=N?T?P式中，Q为畜禽粪便年总产生量;N为饲养量，采用2009年安徽省统计年鉴中的数据;T为饲养周期;P为排泄系数，是指单个动物每天排出粪便的数量。肉牛和奶牛生长期一般长于1年，因此排污周期取365d，采用年末存栏量作为当年的饲养数量;猪的平均饲养周期为199d，以猪的年出栏数代表猪当年的饲养量;禽类养殖中肉鸡的生长期一般为55d，蛋鸡为210d［6］，因缺少肉鸡、蛋鸡及其他禽类的具体统计数字，取肉鸡的生长期55d代表禽类生长周期，以禽类的出栏数代替当年饲养量。各畜禽品种日排泄系数采用第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册中华东地区的数据［7］，见表1。用畜禽粪便年总产生量折算成干基质量，乘以对应的粪便中养分及重金属含量即可计算出安徽省畜禽养殖业2008年排放的氮、磷、钾养分总量及Pb、Cr、Zn、As等重金属总量。

2结果与分析

2．1总N、P、K养分含量由于畜禽种类不同，各养殖场间的饲料成分配比和饲料添加剂的使用量不同造成不同种类粪便中养分和重金属含量差异较大。其中粪便全氮含量肉鸡最高，平均为39．6g/kg，其次为生猪，平均35．1g/kg，蛋鸡和奶牛依次为33．2和16．6g/kg，肉牛粪便全氮含量最低，为13．4g/kg;全磷含量蛋鸡、肉鸡明显高于奶牛和肉牛，其中蛋鸡最高，平均为18．9g/kg，肉牛最低，平均为10．7g/kg;全钾含量不同品种间差异较大，奶牛和肉牛差别不大，分别为11.4和11．8g/kg，而蛋鸡和肉鸡分别达到30．8和27．7g/kg，显著高于奶牛和肉牛;含水率方面除了肉鸡粪便较干燥，含水率为41．1%外，其余畜禽品种的含水率均在75．3%～82．3%;有机碳含量上各畜禽品种差别不大，范围在340．9～392．6g/kg。总体来看，由于蛋鸡和肉鸡消化道短，饲料中的养分吸收利用较少而随粪便排出较多，因此蛋鸡、肉鸡中的氮、磷、钾养分总含量高，分别达到82．9和83．0g/kg，其次为生猪，总养分含量达到69．0g/kg，奶牛和肉牛粪便中总养分含量最低，分别为40．3和35．9g/kg(表2)。

2．2重金属含量由表3可见，粪便中铅含量以猪粪最高，为20．6mg/kg，其次是奶牛，16．1mg/kg，蛋鸡、肉鸡和肉牛Pb含量差别不大，分别为13．3、12．8和13．8mg/kg;Cd含量除了肉鸡较低，为0．33mg/kg外，其余各畜禽品种差别不大，平均含量范围在0．45～0．59mg/kg;Cr含量生猪最高，为48.2mg/kg，其次是肉鸡，32．6mg/kg，奶牛和肉牛差别不大，分别是18．4和19．1mg/kg，蛋鸡最低，11．8mg/kg;Cu、Zn含量均表现为生猪＞蛋鸡＞肉鸡＞奶牛＞肉牛;Hg含量以蛋鸡最高，102．5μg/kg，其次是生猪，44．0μg/kg，奶牛和肉牛含量差别不大，分别是25．5和29．8μg/kg，肉鸡最少，为10.0μg/kg;As含量以生猪最高，19．75mg/kg，其次是肉鸡、奶牛和肉牛，蛋鸡含量最低，为0．98mg/kg。总体来看，猪粪中重金属含量普遍高于牛和鸡，尤其是Cr，约为蛋鸡的4倍，Cu和As含量约是蛋鸡的20倍;蛋鸡粪中Hg含量较高，约为牛的3～4倍，其余重金属含量都较低。此次取样的畜禽粪便中Pb、Cd、Cr、Hg、As含量均没有超出城镇垃圾农用控制标准(GB8172－1987)和农用污泥中污染物控制标准(GB4284－1984)中的含量控制标准值［8－9］，但因农田或菜地连续多年大量施用而引起的重金属累积超标风险依然存在。

2．3排放量估算由于安徽省统计年鉴中仅对牛和家禽总量的年末存栏量和出栏数量进行了统计，而没有奶牛、肉牛、蛋鸡、肉鸡等不同畜禽品种的详细数据，因此在计算过程中以奶牛和肉牛养分及重金属含量的平均数值代表牛，以蛋鸡和肉鸡养分及重金属含量的平均值代表禽类。通过计算得出安徽省当年畜禽养殖业产生的粪便和其中的养分、重金属含量见表4。由表4可见，2008年安徽省畜禽养殖业产生的粪便中纯氮、磷、钾养分的排放量分别约为113235、58441和80573t，相当于24．62万t尿素(含N量46%)、111．59万t过磷酸钙(P2O5含量12%)和16．18万t氯化钾(K2O含量60%)，按照2008年安徽省耕地面积414万hm2，每1hm2农田可承载的畜禽粪便的最大负荷为150kgN/hm2计算［10］，则安徽省耕地面积可承载的最大粪便量为62．1万t总氮，而安徽省的畜禽粪便总氮量为11．3万t，是耕地最大承载量的18．20%。2008年畜禽养殖业通过粪便排放进入到环境中的重金属Pb为72．59t，Cd2．30t，Cr125．97t，Cu977．96t，Zn1123．98t，As32．67t，Hg为171．41kg。因为该调查对牛、猪和鸡以外的畜禽种类缺少统计分析，以及计算方法上的原因，安徽省2008年畜禽粪便的实际产生量要大于以上计算结果。

3小结

安徽省地处华东地区，境内江河密布，跨长江下游、淮河中游，五大淡水湖之一的巢湖横卧江淮大地，快速发展的畜禽养殖业对农业面源污染造成的压力不容忽视，同时这些畜禽粪便中含有大量氮磷钾养分也是宝贵的资源，通过沼气工程、堆肥发酵等工艺将畜禽粪便进行无害化处理和资源化利用，不仅可以从源头有效控制面源污染，还能够发展循环经济，为养殖业可持续发展找到一条健康之路。畜禽粪便土地利用过程中需要重点关注重金属的问题，避免畜禽粪便过量施用引起的重金属超标污染土壤，因此要加强对农产品质量安全监控。