养猪场猪饲料和猪粪便重金属污染修复方法

养猪场猪饲料和猪粪便重金属污染修复方法
来源：/ 发表日期：2015-06-18 浏览：804
关键词
近年来，伴随着农业经济的快速发展，养猪场的规模化、集约化程度不断提高，养猪场产生的粪便大幅增加，其废弃物污染环境的问题也日益突出。

养殖畜牧场废弃排泄物是继工业“三废”、农药、化肥、交通废气和居民生活废弃物之后的又一大环境污染源，而规模化养猪场又是万年县的主要污染源。

由于养殖者环保意识不强、猪场粪便处理控制技术不到位等多种原因，不仅使农田生态环境受到破坏，人们的生活环境也面临很大威胁。

增施粪肥是改良土壤的较好手段，但目前我国粪肥重金属严重超标，据测算，1个年出栏1万头的猪场经粪便排泄砷150kg、铜450~750kg,如果作为肥料施人土壤，将会对农田土壤造成严重的重金属污染。

重金属具有富集性，很难在环境中降解，由于重金属的难降解性，所有已被重金属污染的土地难以治理，只能利用不富集重金属的不同作物品种来避免对人体造成危害。

本文旨在探索猪粪重金属污染, 对猪粪土壤污染、水体污染、空气污染不作分析，目的是让政府、社会、农民提高认识，引起广泛重视，探索比较好的、有操作性的防控措施。

1 猪饲料与猪粪便中重金属含量
据浙江、山东、广西、江苏、河南等地研究论文报道，猪粪与猪饲料中重金属含量见表1。

2 猪粪便中重金属的形态
2.1 铜金属形态
一是交换态，占12.9%(8.9%~18.9%)；二是碳酸盐结合态，占
8.5%(4.4%~12.9%)；三是铁锰氧化结合态，占18.2% (8.9%~36.8%)；四是有机态，占54.2%(32.7%~75.7%);五是残渣态，占8.4%(4.2%~13.8%)。

2.2 锌金属形态
一是交换态，占0.16%;二是碳酸盐结合态，占1.7%〜68.6%;三是铁锰氧化结合态，占32.3%〜68.6%;四是有机态，占18.6%〜53.4%;五是残瘡态，占7.8%〜13.7%。

3 畜禽粪便重金属去除技术
3.1 化学法
原理:利用强酸等化学物质，降低畜禽粪便的pH值，使得其中的重金属转化成水溶的离子状态析出，或者利用耦合剂通过耦合作用与重金属结合成水溶物质析出，进而降低畜禽粪便中的重金属含量，
优点:速度快，效果好。

缺点:成本高、工艺复杂、易造成二次污染，无法大范围推广。

3.2 电化学法
原理:利用电场的作用，使得畜禽粪便中的重金属物质以电泳的方式，迁移到电源的两极，进而降低畜禽粪便中的重金属含量。

优点:去除重金属效果明显，能耗较低。

缺点:该方法需要重金属处于可溶解状态，局限性较大。

3.3 固化法
原理:利用水泥、工业矿渣和石灰等固化剂，将畜禽粪便固化，使得重金属可以变成难溶状态，不易渗透到土壤、水体中去，进而降低畜禽粪便中的重金属污染。

优点:可以一定范围内降低重金属对土壤、水体的危害。

缺点:该方法治标不治本,依然存在较大的环境污染的可能性。

3.4 生物吸附法
原理:本方法利用藻类、细菌、真菌等生物活性物质，主要通过化学、物理机制去除污染。

优点:简便、高效、价格便宜,不会造成二次污染。

缺点:方法不成熟,仍在试验阶段，需进一步研究方可投入生产。

3.5 生物淋滤法(也称生物浸提法、生物沥浸法）
原理:利用嗜酸性硫杆菌将粪便中的重金属浸提出来，使得不溶或难溶的重金属变的可溶，通过粪便脱水,去除重金属。

优点:成本低、便宜。

缺点:速度慢、效果不稳定、耗时长。

4 万年县猪粪便重金属污染情况
4.1猪粪尿排泄量及重金属量估算
2013年全年生猪出栏80.6万头，存栏48.5万头，其中母猪6.5万头，依据每头猪每天排泄粪尿6kg计算,生猪养殖周期按6个月计，忽略仔猪42万头不计。

万年县全年参与排泄猪的数量为46.8万头。

据报道，年出栏万头猪场经粪便排泄量，按砷为150 kg、铜为450〜750 kg估算，万年县每年至少通过猪粪排出砷7.2 t、铜21.0-35.1 t。

4.2 猪粪重金属含量推算
从上述5个省合计187个猪粪样品，70个饲料样品检测可知:铜平均为537.27mg/kg,锌平均为1 107.16mg/kg，砷平均为32.5 mg/kg。

因缺乏万年县猪粪样品检测数据，所以只能推测万年县猪粪重金属含量应在上述范围之内，具体数据有待检测。

5 万年县规模养猪场猪粪处理建议
目前，猪粪重金属去除缺乏行之有效的方法，欧美一些发达国家釆取以耕地消纳猪粪安全量确定养猪规模的办法。

如德国釆用饲养2.5头/hm2标准，根据耕地面积确定养猪量，且养猪场建在农田之中，规模一般都不是很大。

现推广的
生物发酵床法、沼气法只能解决猪粪尿、污水对环境恶臭的污染，而生物发酵床处理猪粪、沼气渣，重金属无法去除。

发酵床生态养猪废弃垫料中N、P含量较高，适合于种植业肥料，但矿物质元素Cu、Zn及重金属元素As、Pb的富集量较高，其肥效有待进一步检验。

若作为肥料或废弃物最终必然会分布到农田和水域,造成环境重金属污染。

为此建议如下。

5.1 把好“进口”关，低成本防治重金属污染
一是根据铜和锌的需要量设计饲料配方，为降低动物的铜和锌排泄量，应按铜、锌供需平衡进行添加。

二是使用有机微量元素或纳米原料、有机铜和锌产品特别是氨基酸态或肽态的铜和锌，其生物利用率高于无机形态的铜和锌，而且在促生长作用和增强机体免疫能力方面的效应高于无机铜和锌。

有机铜和锌产品在保证铜、锌促生长效果前提下可以大幅度降低饲料中铜、锌的添加量，减少粪便中铜、锌的排泄量，从而避免引起环境污染，也解决了资源浪费的问题。

三是鼓励“土养猪法”，肉猪在进人育肥期，停用饲料添加剂，以混合饲料进行饲养，从饲料中减少重金属摄入量。

5.2 把好“出口”关，防止重金属集中污染
猪摄人饲料经消化吸收后，主要是以粪便、尿水的形式排泄,而饲料中的重金属大多数是存集在猪粪中，收集好猪粪，可减少后续处理量。

一是干清栏，清扫拦粪，减少冲洗栏舍用水量。

二是干湿分离粪污,猪粪污水经干湿分离机分离出部分干粪，减少污水中的有机质含量。

三是沼气池发酵，干湿分离后的猪粪尿经管道收集进人水解酸化池、厌氧发酵池(经水解、酸化、乙酸形成、产甲烷等4个阶段产生沼气、降解有机质），进人氧化塘储存，猪粪尿经厌氧发酵处理，
在沼气池及氧化塘中长时间滞流，自然沉降分层，形成相对液态的沼液、固态的沼渣。

沼液一般经化学沉淀法处理，稀释后用于农田灌溉,利用其液态的流动性，延长其流域，扩大土地消纳面积。

干猪粪及沼渣釆用生物沥浸技术以高效低成本去除沼粪渣中重金属。

加工成有机肥，经有机肥的运输销售，扩大土地消纳面积。

5.3 猪粪堆沤发酵腐熟返田
生物发酵床法处理的猪粪或普通固液分离处理的猪粪堆沤发酵腐熟限量返田。

根据2013年结题的国家红壤改良工程技术研究中心和江西省红壤研究所通过30年的研究，联合完成的《红壤稻田长期施用猪粪的生态效益及承载力评估》题研究结论，施用猪粪可取得良好的经济生态效益，但长期施用猪粪可能增加土壤的重金属含量。

专家建议，在施用猪粪时应调整施用方式，控制猪粪施用量，在施用方式上，将猪粪堆沤发酵腐熟后还田或加工成有机肥，可钝化土壤重金属活性，减少土壤重金属的沉积，在施用量上，以本次研究中红壤稻田施用猪粪的土壤铜、锌、铬、砷累积速率计算，猪粪最大施用量应控制在每年6405kg/hm2以内。