高铜对环境的污染及合理利用

高铜对环境的污染及合理利用

铜是机体必需的微量元素之一,参与造血过程，促进Fe在小肠的吸收，促进血红蛋白的台成和红细胞的生成；可使无机铁变为有机铁、由三价变为两价。此外铜还是酰氨酸酶、红细胞色素氧化酶和超氧化物歧化酶等多种酶的组成成分，铜有促进磷脂合成的功能，保证大脑和脊髓的神经鞘发育正常。机体缺铜时多种酶括性降低，引起共济失调，骨质疏松，被毛褪色，繁殖机能障碍以及心力衰竭等。

微量元素铜对单胃动物（猪、禽）的独特性在于添加高水平铜产生的促生长作用，高剂量的铜还具有一定的杀菌作用，此外在饲料中添加铜，使用简便，成本低，生产效益高，因此饲料工业中添加高铜制剂的现象相当普遍，利用添加高铜促进猪（禽）生长一直是现代畜牧生产中的常用措施之一。高铜长期应用的同时，其导致的问题也日趋严重。

1 高铜应用的危害

1.1 高铜对环境的污染

1.1.1 高铜对土壤生态的影响

土壤中的台铜量般在1～20 mg／kg之间（Kloke.1980），当土壤中的含铜量高于此数值时就会对土壤造成影响土壤微生物是土壤的重要组成部分，当铜含量达lOOppm 时可破坏蛋白质结构。使微生物蛋白变性而死亡。造成土壤板结。土壤肥力下降。

1.1.2 高铜对植物，水生生态的影响

铜的过量应用引起植物中铜含量的增高、植物生长减慢、产量降低，以及影响植物中其他营养元素的含量。植物在整个食物链中处于第·一级营养水平（生产水平）.植物性有机物由食草动物来消费，食草动物又为寄生动物、食肉动物、食腐动物以及土壤无脊椎动物和微生物食用，因此，植物的变化无疑将影响到整个食物链，当长期大量施用含高铜的粪于牧地，牧草（于重）含铜1 5～20 mg／kg时就可使对铜敏感的绵羊发生中毒一。且食物链具有生物放大作用，如金枪鱼对铜的浓缩系数为100。过量的铜还可导致地区内植物的选择，能适应高铜的植物生存，不能适应的将被淘汰，从而引起某些物种的灭亡，当水中的铜过量时，某些藻类将受到严重影响，大部分死亡，引起某些低级生物的灭亡，从而导致鱼类的大量死亡，甚至某些敏感鱼类的死亡。

1.2 高铜对畜禽机体及人体的危害

1.2.1 高铜可引起动物慢性中毒和某些营养素缺乏

日粮中影响动物生长铜的耐受量分别为：羊25 mg／kg，牛100 mg／kg，猪250 mg／kg，马800 mg／kg，鸡300 mg／kg，家兔200 mg／kg，鼠1 000 mg／kg。随着年龄的增长，动物对铜的耐受提高，但如果铜使用超过安全剂量必然会引起畜禽中毒。慢性铜中毒会引起动物肝铜含量成倍增加至肝坏死、高铁血红蛋白症、高铜症、胆红素症和红细胞溶血等，临床症状表现为黄疸、食欲降低、干渴、神情呆滞、呼吸频率加快及心跳加快。长期使用高铜，由于钙、镉、铁、铅、

银、锌、汞、钼、硫和锰等都有阻碍铜的吸收作用，且二价铜离子（Cu2 ）可使饲料中不稳定物质（如维生素A、D、E和c，核黄素，油脂等）发生氧化而降低饲料的营养价值和适口性。因此，长期使用高铜必定造成其他矿物元素和饲料中不稳定物质的缺乏或用量随之加大，从而增加饲料成本。

1.2.2 高铜降低畜禽产品的可食用性和安全性，危害人体健康

我国肉类食品中铜限量卫生标准（GB 15199—94）规定，铜含量不超过10 mg ／kg。美国国家标准局（NBS）提供的标准参照物（SRM一1577a）牛肝中铜的含量不超过150 mg／kg。高铜日粮可导致猪肝铜含量增加10倍～15 倍。人食入含铜高的畜产品后可造成铜在肝、脑及肾等组织中累积，增加机体内自由基的水平，改变脂类代谢，导致动脉粥样硬化并加速细胞的老化和死亡。

2.合理有效利用铜的措施

2.1 采取动物营养性环保措施减少铜的排泄量

准确测定畜禽营养需要量和饲料原料的营养价值，根据畜禽所处的不同生长阶段及其生理特点，划分为不同的饲养阶段，对各种营养成分之间的协同和颉颃关系，及不同饲养条件下畜禽对不同养分需求量的变化规律加以全面考虑，科学设计饲料配方，充分提高各种营养成分的利用率和消化率。

2.2 合理利用铜资源

在实际饲养条件下，畜禽不易发生缺铜，添加适宜的剂量，可充分发挥畜禽生长和生产潜力。而高剂量铜的添加量是正常量的20—40倍，由于饲料中铜代谢后

90％经粪便排出，铜又为不可降解物质，必然会引起土壤和水中铜浓度增加，同时畜禽产品中残留的铜对人体健康也会造成危害。

2.3 研制新铜源

畜禽对不同铜源的吸收利用存在较大的差异。在微量元素添加剂方面，第一代是无机，第二代是有机，第三代是氨基酸螯合物，第四代是微量元素添加剂，将会是纳米微量元素。纳米营养物由于半径极小，可不通过离子交换而直接被吸收，从而提高吸收速度和利用率。纳米铜在饲料添加中的运用，在畜禽生产中将发挥其独特的魅力。

2.4 优化畜禽排泄物的预防管理措施

做好畜禽排泄物的预防管理，畜禽养殖场应严格控制冲圈舍用水量。采用先清粪再冲圈舍的卫生方式，从源头减少粪水中的固体物质。粪水过筛后分离粪渣和粪液，粪渣和粪便可采用低温风道式连续干燥、高温快速干燥、太阳能料大棚干燥、热喷干燥、微波辐射干燥及发酵干燥等多种技术进行处理，既可提高畜禽粪便作为农业肥料的利用效率，又可杀灭畜禽粪便中的病原菌。粪液和污水经厌氧处理工艺、好氧处理工艺或厌氧和好氧联合处理工艺等物理学和生物学处理后排放到渔塘或用于灌溉，能大大减轻对环境的污染。

2.5 加强生物修复技术在铜资源化处理中的应用

生物修复即利用生物的生命代谢活动降解环境中的有毒害物质，消除污染源，减少其浓度的方法。国内外治理重金属污染的主要生物修复技术是植物修复、微生

物修复及植物与微生物联合修复的研究与应用。

生物修复过程结束后的处置思路是将其进行“资源化利用”。适宜的超积累植物，在适宜时期收割其富集的器官或植物体，不仅可有效去除环境中的铜污染，还可将铜重新回收利用得以去除。但是，还有一些金属的氢氧化物（如铁、镉、镍）为两性化合物，随着pH的升高，溶解度反而增大，因而，中和后的废水通常结合采用硫化物进行沉淀处理，更有效地去除废水中的铜离子。因此，加强生物修复技术在铜资源化处理中的应用，是当今世界农业可持续发展的共同思路。

2.6 加强复合生态系统工程建设

目前，比较通用和被人们普遍接受的控制畜禽排泄物污染的复合生态工程，是在畜禽养殖中推广“畜禽一沼一草一畜禽”的生态型产业循环经济模式，即以畜禽的排泄物沤集沼气，产生的沼气水用来种杂交草，将草打成草浆喂畜禽。形成以沼气为纽带的“饲料一肥料一能源一环境”的复合生态工程，具有较高的经济效益和生态效益。

3 保健养猪在减少铜污染与合理利用铜上的研究

在生产实际，特别是在养猪生产中，日粮中高剂量的铜会对仔猪的生长期和育肥期生长性能产生作用，同时高铜能够提高母猪的繁殖力。微量元素铜在消化道的吸收率低，断奶仔猪消化率为5％-10％，成年动物一般不高于5％- 10％。因此，高铜大部分通过粪便白白排出体外，造成资源的浪费的同时也污染了环境。而我国大多数的养殖场所没有设立完善的粪便处理及资源在利用系统，通过优化畜禽排泄