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1、规模化肉牛场粪便处理模式调查与评价中文摘要：改革开放以来，随着工业化、城市化进程的加快，农业产业结构调整，各级政府“菜篮子”和“米袋子”工程的实施，经济的高速发展以及物质水平提高对食物结构的调整提出了新的要求，从而促进了畜禽养殖业快速发展，特别是规模化畜牧业养殖尤为突出。畜禽养殖规模和产值每年的递增速度超过10。2011年全国肉类总产量为7957万吨，比2010增长0.4%。其中，牛肉产量648万吨，下降0.9%；猪肉产量5053万吨，下降0.4%。年末生猪存栏46767万头，增长0.7%；牛奶产量3656万吨，增长2.2%；禽蛋产量2811万吨，增长1.8%。 中华人民共和国2011年国民经
2、济和社会发展统计公报我国畜牧业持续快速发展，满足了国民的肉蛋奶需求的同时，规模化养殖场的废弃物对环境的污染问题亦日趋严重，成为人们关注的焦点。笔者认为，如何协调好畜牧业发展与生态环境的关系，同时持续发展畜牧业业已成为社会各界关注的焦点，更是政府决策者的重要任务。 笔者在大量阅读中外文献资料与进行详尽调查研究的基础上，从我国肉牛养殖业规模化、集中化的发展现状出发，简要综述了养牛业建设中存在的问题和不足及国内外研究进展。根据我国畜禽养殖业统计数据，对规模化肉牛场的粪便产生量进行了估算，系统地阐述了规模化肉牛养殖过程中产生的环境污染问题，归纳了肉牛养殖业环境污染的特点，从生产、技术、政策和管理等方面
3、探讨了肉牛养殖业环境污染产生的原因。重点介绍了牛粪对环境的污染、危害以及国内外牛粪的处理现状。且对规模化肉牛饲养场粪便处理方式及效果进行调查分析，主要对一下几种处理方式进行对比分析。从而，从肉牛养殖污染防治的角度，结合我国实际，提出了适我国循环经济发展与生态畜牧业的处理粪污模式。这种模式以农业生态为基础、以效益为目标，以充分利用资源为根本出发点，要采用简便易行、经济实惠及科学合理的方式方法，通过合理规划、科学治理、加强环境管理等，实行清洁生产的源头控制与综合利用的末端治理相结合，实现对养殖业的全过程污染防治及控制。通过改进工艺流程，优化生产模式，大力推广循环经济，实现肉牛养殖业的健康可持续发展
4、。关键词：肉牛牛粪；危害；处理方法；循环经济；效益对比绪言进入九十年代后，由于社会的进步和人们改善膳食结构的强烈要求，使得我国畜禽市场需求不断增加，生产规模日益扩大。肉牛养殖方式亦由传统的分户散养方式转变为专业化、规模化和集约化的生产方式。由于畜产品价格拉动以及国内外市场需求推动，更加推动了规模化肉牛养殖业的飞速发展。规模化禽畜养殖业的迅猛发展虽然促进了居民生活水平的提高和市场经济的发展，但同时在畜禽高度集中的地区，畜禽粪污业已成为首要的环境污染源。根据我国农业部的统计：饲养量为lOOO头的规模化肉牛场，年产鲜粪尿12万多吨；年出栏1万头猪的猪场，每天产生的污水量竟然高达75吨。据国家统计局调
5、查，我国平均每年排的约634亿吨工业固体废弃物，相比之下畜禽养殖业产生的粪便量约达173亿吨，是工业固体废弃物的27倍。1999年，60的养殖场缺乏必要的污染防治措施全国有90的规模化畜禽养殖场未经过环境影响评价。2002年，我国畜禽粪便产生量约为319亿t，其中含有总磷为3785万t，约是当年全国磷肥施用量1026万t的369；总氮13946万t，约是当年全国氮肥施用量2827万t的493。从而禽畜的粪污应该加以妥善利用。国家和政府的相关部门已经开始着手对禽畜粪污处理的政策、法规制定，更有效的建立禽畜粪污利用体系。2001年3月20日，国家环境保护总局发布了畜禽养殖污染防治管理办法；同年11
6、月28日，国家质量监督检验检疫总局与国家环境保护总局联合下发了畜禽养殖业污染物排放标准，对现有畜禽养殖场的环境污染治理提出了限期达标排放、搬迁等治理方案，明确规定了规模化畜禽养殖场粪污排放标准。但近年来，规模化禽畜养殖场粪污环境污染仍有增无减。因此，如何从根本上消除规模化养牛场粪便的污染，实现其粪便资源化、无害化利用就成了摆在现实面前的一个重要的课题。同时，如何在进一步发展畜牧业的同时，协调好养殖生产与生态环境之问的关系，已成为眼下的重要任务。因此，在发展养殖业的同时，必须解决好养殖场粪尿污水的处理，采取适当的方法，大力控制畜禽养殖业生产中的环境污染，对于增强环境保护和保障人类健康都具有十分重
7、要的意义一、规模化肉牛场粪污处理的概述（一） 规模化肉牛养殖现状 改革开放以来，随着商品化程度的提高和畜牧业产业化经营，我国的肉牛产业取得惊人的发展，我们用了仅仅用了20余年时间，便将养牛这一家庭副业发展成为规模化产业，集约化养殖已成为畜牧业发展的主要经营方式。据国家统计局统计，1984 年，我国肉类总产量为1960万t时，牛肉只占2%；而到了2008年，牛肉产量达到613.2万t，占肉类总产量的8.4%曹兵海.2010 年,肉牛产业发展趋势与政策建议J.中国畜牧杂志，2010 年（2）：41-47.。尤其是近年来欧洲国家牲畜口蹄疫、疯牛病阴影影响了其本国肉牛生产和国际牛肉贸易，这些国家生产的
8、牛肉在国际市场的份额持续下滑，而中国牛肉因价格低廉和品质的不断提高，且国际牛肉市场需求正旺，因而我国牛肉的国际市场上的竞争力会明显增强，进出口总量和贸易顺差增长势头将得以长期保持。表l 2008一2010年中国肉类生产情况年份肉类总产量猪肉牛肉20076865.74287.8613.420087278.74620.5613.220097649.74890.8635.520107925.85071.2653.1单位：万吨但是，由于肉牛繁殖效率低、饲养周期长的固有特性，肉牛产业发展速度必然受到限制。全球性的牛源紧张、牛肉供应不足、价格高昂态势将持续相当长时间。国内牛肉消费群体增多，市场潜力巨大，且
9、目前人均牛肉占有量和消费量都很低。如以2007年我国牛肉产量675万吨为基数，若要达到当前世界人均占有量的平均水平，还需要增产牛肉约550万吨孔令聪，胡永年，王光宇. 安徽省循环农业模式研究J.中国农业资源与区划，安徽省农业科学院作物研究所，2008，29(4):65-69。随着畜牧业内部结构的进一步调整和优化，人们生活水平的不断提高，以及对膳食结构改善的迫切需求，牛肉的消费量还会急剧增加，这必将拉动肉牛养殖、加工及其相关产业的快速发展。规模化肉牛养殖是农业结构体系的重要组成部分，它促进了生态农业的能量流动、物质循环和进化。在传统的家庭式肉牛养殖过程中，肉牛的粪便作为土壤改良以及作物的主要养分
10、来源进行局部范围的处理。但随着肉牛养殖区域分布的集中，养殖规模的扩大以及数量的剧增，肉牛粪便难以作为生产要素投入农业生产中，甚至成为环境污染的主要污染源。规模化肉牛养殖过程中产生的粪便，未经任何处理直接排出，不仅破坏了养殖场及其周边地区的生态环境，更通过水体、土壤等媒介，污染了人类的生存环境，危害了人们的健康，对生态环境造成负面影响，同时更制约了肉牛养殖业的自身发展与农业的可持续生态环境构建。（二）规模化肉牛场粪便排泄量的研究 20 世纪 80 年代以前，我国肉牛养殖业以副业的形式出现，分散在农民个体家庭饲养，种养一条龙，肉牛粪便作为农家肥，直接施入农田，对环境基本无污染。随着我国“菜篮子”工
11、程的启动，肉牛养殖业集约化程度越来越高，养殖规模越来越大。大多规模化肉牛养殖场为了运输方便、供应及时、减少成本，选择在大中城市郊区和人口稠密地区建场。由于运输和施用不便，导致粪肥还田的困难，绝大多数肉牛的粪污没有得到及时处理和利用，直接排入或径流流入江河和湖泊，导致水体水质的严重污染。规模化肉牛养殖场的粪便日排泄量与肉牛的品种、体重、生理状态、饲料组成和饲喂方式等均相关。据资料表明，一个千头肉牛场，日产粪尿20t；全年可向周围排放约lOOt160t氮和20t33t磷。下面对肉牛的粪便排放量与其他禽畜粪便排放量状况进行定性定量的对比分析。肉牛粪便排放量估算的关键取决于粪便排泄系数。排泄系数实质是
12、指动物单位时间内产生的废弃物数量。影响肉牛排泄系数因素主要有品种、饲料、生产周期等，但是该系数的波动范围不会太大。我国目前尚没有国家权威部门发布的整套的肉牛场粪便排泄系数，研究和设计人员引用的系数出处也不尽相同，这些直接影响了后续工作的准确性。为了得到可靠准确的排泄系数，本文通过查阅中国 1994 年至 2011年间公开发表或出版的文章和著作34 张克强，高怀友.畜禽养殖业污染物处理与处置M.北京：化学工业出版社，2004，262，收集其中的畜禽粪尿排泄相关参数，试图分析我国规模化肉牛粪便的详尽的排泄量，以更好的研究与分析如何更为经济有效的处理肉牛粪便，实现生态农业的具体要求。见表 2-12-
13、6。 表 2-1 畜禽粪便排泄系数/kg/（头d）畜禽名 排放数量L/（头d/）P排放系数BOD排入系数N排放系数SS 排放系数牛 400.0650.800.203.60猪60.0250.200.040.70注：引自中国统计局数据 表 2-2 国家环保总局统计的排泄系数/kg/（头a）畜禽名称粪尿BOD5CODcrNH3-NTPTN牛7300.003660.00193.70248.225.1510.0861.11猪399.00657.7025.9826.602.071.704.51羊950.002.704.400.570.452.28家禽26.301.0161.1650.1250.1150.2
14、75注：家禽粪为鸭、鸡粪的平均值。表 2-3 日本畜禽污染物排泄系数/kg/（头d）畜禽名称粪尿BOD5 CODcrNH3-N肉牛25100.641.10.056肉猪330.200.270.0045肉鸡0.10.00660.0090.00013学者黄炎坤对养殖场畜禽粪便排放量集约化生产条件下，养殖场的粪便及其中污染物排放量做了估算，如下表2-4所示。表 2-4 规模化养殖池禽畜的粪尿排泄量畜种肉牛（kg/d只）哺乳母猪（kg/d只）育肥猪（kg/d只）羊（kg/d只）产蛋鸡（kg/d只）肉鸡（kg/d只）排粪尿量55657113.52.660.150.1表 2-5 中山大学研究院畜禽污染物年排
15、泄系数/kg/（头a）畜禽名称粪便BOD5CODcrNH3-N牛14600292401.573猪10803647.887.2鸡2.750.24750.4950.033注：猪生长期按 180d，肉鸡按 55d 计。学者杨朝飞对规模化养殖场的污染物排放量进行的研究，如下表2-6所示。表 2-6规模化畜禽养殖场污染物排放量的估算项目养猪场养鸡场养牛场数量200 头500 头2000 只10000 只40 头100 头每日固体废物产生量/t0.360.90.1250.60.4 1.0表 2-7 华东师范大学研究的畜禽污染物年排泄系数/kg/（头a）畜禽名称粪尿BOD5CODcrNH3-N牛109506
16、570293.83401.504.38生猪39652236.5447.886.75蛋禽27.382.461.640.33肉禽8.250.710.500.10注：猪生长期按 180d，肉鸡按 55d 计。 对以上的数据，表格的分析研究，可以看出:肉牛场的排泄物与肉牛的生理状态、品种、体重、饲料等因素有关。导致研究人员考虑重点不同，使得排泄系数计算千差万别。为计算更为精确和方便，笔者对上述数据进行了综合分析，将数据取了平均值作为建议值，具体表现为下表2-8：表 2-8 肉牛的粪尿排泄量项目粪尿日排泄量 kg/d粪尿年排泄量t/a数据1（偏最大值）6527.73数据2（偏最小值）5420.08国家环
17、保总局39.4514.40建议值53.0519.40伊利牧场5320.08 禽畜的种类和饲料是导致粪便排泄量与成分的最重要因素。欧美国家规模化养殖肉牛饲料比是：2.3: 1，而我国目前仅有少数养殖场达到3.3: 1。根据此数据，可知我国肉牛入胃的食物几乎未经消化吸收排出体外，严重浪费了饲料而且加剧对环境的污染。一头肉牛一生中能食用将近l t乃至更多的饲料。这些饲料绝大部分消化了，另一部分转变为牛粪。研究表明，一头450 kg重的肉牛每天可产生23 kg的粪便(包括粪和尿)。肉牛牛粪的数量依据牛的品种，每日喂养的饲料与饮水数量不同，上下浮动25。一头牛每日产生的牛粪牛体重的56。牛粪中85是可以
18、挥发的成分，这些牛粪是此牛每天食用的饲料的两倍。当牛粪中的水分蒸发以后，牛粪重量和体积都会变少 张文君，刘兆辉，江丽华，等牛场有机废弃物生物处理及有机无机复混肥生产技术J天津农业科学，2009，15(1)：5961。在规模化肉牛养殖场，目前牛粪并不能得到有效及时的清理，肉牛的粪便的生产量具体见表31而牛粪成分见表32表31牛粪尿的产生量Table31 Generation of cattle dung per day项目排泄系数/kgd头产生量/kgd牛粪3012000尿液187200生产废水4819200表32牛粪主要成分()Table32 Composition table of dair
19、y manure()水分NP205K20CO2TCMgO8O1042034O34O3391016 （三）肉牛场粪便处理中存在的问题根据上述肉牛养殖状况研究与结合其发展的现状，得出肉牛粪便污染是一定历史与社会经济条件产物。在传统的自然经济条件下，肉牛养殖规模小，其生产的少量的粪便可作为有机肥料及时使用。但随着规模化养殖业的发展与种养分离，且大多数肉牛养殖场只片面注重经济效益，造成肉牛生产环境管理和技术的不完善，更是加重了环境污染。具体引起肉牛生产污染的原因总结有如下几点：1规模化肉牛场规划及管理不科学 大多数规模化肉牛养殖场建设初期就未能正确选址、规划厂区以及安排粪污处理设施，对污染治理投入不足
20、，重视不够，甚至缺乏基本的处理工艺与技术常识。绝大多数肉牛养殖场仍采用贮粪池或粪坑贮存粪尿传统的处理粪便方式，不定期进行清理。2、养殖场肉牛粪便处理技术落后目前我国规模化肉牛养殖业对肉牛粪便的污染问题认识不足，且粪便处理及综合利用的技术与设备落后。特别是规模化肉牛场逐步从农区向城区转移，使得种养分离，导致大量的牛粪不能及时运到农田施用，区域农田更是难以承受，肉牛粪便堆积，更引起环境污染加剧，制约肉牛养殖业的发展。3肉牛粪便处理监督缺乏力度在我国，对于肉牛粪便处理的污染研究与重视程度远远不够。我国对于禽畜粪污处理的政策、法规、法律不健全，限制性排放和鼓励治理等规章制度可操作性不强。且大部分肉牛养
21、殖场缺乏对肉牛粪便治理的思想认识，随意直接向河流倾倒禽畜粪污。4. 肉牛饲养分散和资金投入不足 我国肉牛养殖呈现大规模集中饲养和分散小规模家庭饲养并存的局面。肉牛分散养殖，尤其是家庭饲养的规模化肉牛局限于经济与现实条件，不可能建立粪污处理设施。相比之下，大中型的肉牛养殖场从销售、运输等经济利益角度考虑，很少注重粪便处理。且禽畜养殖业发展不稳定，饲养者承担市场风险过高，难以承担高昂的治污费，政法投入过少，资金短缺，肉牛粪污处理工作无法进行。（四）提高肉牛场粪便处理经济效益的对策鉴于以上的综合研究和分析的结果，结合对肉牛生产污染现状的调查，并借鉴国内外先进的养殖污染问题的治理方法，提出了以下污染防
22、治对策：1.合理设计肉牛养殖场的畜舍结构及设施要想控制规模化肉牛养殖场粪便污染首先要从建场设计做起，尽可能采用减少肉牛粪便生产量与降低处理难度的生产工艺。肉牛粪便的贮存设施应远离生活管理区域各种水体(个人建议最小距离不得小于500米)且应有防止粪便渗漏的功能，更应建在常年主导下风向或侧风向处。2.采用科学配料法，改进肉牛饲料配方要想控制规模化肉牛场粪便污染，科学配料是最重要的举措。它是肉牛排泄物污染环境的重要源头。一方面要通过调控肉牛环保型饲料的营养成分，通过添加合成氨基酸和生物活性物质，降低肉牛的氮和磷的排泄量。另一方面，用有机微量元素取代饲料中的无机微量元素、抗生素以及其他添加剂，并充分考
23、虑微量元素含量对人类、环境的危害。改进饲料配方能最大限度的提高肉牛对饲料的利用率与消化率，减少肉牛粪便排泄量与对环境压力。3.采用先进的肉牛粪便处理技术肉牛粪便处理技术是加强环境污染防治工作基础。加强肉牛粪便综合处理技术的研究与开发，积极实践与探索肉牛粪便生态处理模式，重视与国外先进技术的合作与交流，并借鉴、学习欧美国家的先进经验与做法。最大限度的显示牛粪的能量循环与物质利用，在全国范围内推广少污染、无污染、生态化的先进粪便处理技术。4.完善畜禽养殖污染法律法规管理体系 我国畜牧业部门应立足我国规模化肉牛养殖的现实，深入调查肉牛粪便的处理方式及污染情况，做好肉牛粪便处理的环境规划与工作计划，并
24、依据国家赋予的权力，制定肉牛粪便处理的政策、方针，发布准确的实施标准，并进行监督与协调。对污染严重效益低下的企业，进行行政制约，要求限期治理，加快肉牛粪便的能源转化与环保工作的进行。5.推行农牧结合，倡导生态肉牛养殖从上述的调查研究可见，肉牛粪便是一种可促进农作物生长、可增加土壤肥力，又可对危害环境的特殊物质。但农牧分离导致肉牛粪便利用率低下，笔者建议我国应推行肉牛粪尿的农牧结合生态化处理利用模式。这种处理模式能有效的减少环境污染，促进了农业发展，更提高了肉牛养殖的经济效益，实现了循环经济的要求。二、肉牛粪便的危害和国内外肉牛粪便处理研究概况规模化肉牛养殖随之而来的主要问题就是粪便处理。由于养
25、殖地域相对集中，污染问题日趋严重。规模化养牛场粪便的集中排放与乱堆滥放，会对地表和地下水等造成污染，给周边环境带来危害，造成肉牛自身易滋生疾病。此外，由于先进的粪污处理成本高，难度大，为了节省成本，绝大部分养殖场没有相应的配套设施设备来消化和处理其产生的肉牛粪便，致使粪污任意排放和堆积，导致大量粪尿、有机废水和固体废污泛滥成灾，已严重影响了我国肉牛产业的可持续发展。90年代初期，浙江杭州湾水体遭受严重的污染，经过仔细的研究调查发现，此次污染的源头就是由于禽畜粪便处理不当导致的。这次事件向人们敲响了有效处理禽畜粪便与维护生态环境的警钟。（一）肉牛粪便的危害1肉牛粪便会污染水域的水质在一些大型养殖
26、场，牛粪堆积如山，堆置的牛粪混和着粪尿或雨水、排放污水的地面径流，造成地表水、地下水及土壤污染，排入附近江河，污染水体，导致河水变黑。有数据表明，在我国畜禽粪便年产生量中规模化养殖产生的粪便相当于工业固体废弃物的30%邢为公，戴锋，蔡玉华.论牛粪的综合利用及其意义J. 宁夏农林科技，宁夏环境保护局，2006，06:88。如果未经任何处理排入环境，会使有机质迅速分解消耗大量的溶解氧，藻类大量繁衍，SS、COD、BOD提高，水体呈现“富营养化”而变黑变臭;高浓度粪尿污水渗入地下之后，地下水源含氧量减少，水质中有毒成分增多，造成水源持久性的污染并且难以治理。肉牛生产中高浓度、未经处理的废水和固体粪污
27、被降水淋洗冲刷进入自然水体后，可使水中固体悬浮物、有机物和微生物含量升高，改变水体的物理、化学和生物群落组成，使水质变坏。粪污中含有大量的病原微生物也会通过水体或水生动植物进行扩散传播危害人畜健康。此外，粪污中有机物的生物降解和水生生物的繁衍，可大量消耗水体溶解氧，使水体变黑发臭，导致水生生物死亡，从而发生水体富营养化。粪便和冲洗粪便废水可以通过地表径流污染地表水，也可以通过土壤渗入地下污染地下水。当排入水体的粪便总量超过水体的自然净化能力时，就会改变水体的物理、化学性质和生物群落组成，使水质变坏，并使原有用途受到影响，给人和动物的健康造成危害。据初步统计，目前我国每年畜禽养殖场排放的粪便和粪
28、水总量超过19亿吨，再加上集约化生产的冲洗水，实际排放的污水总量还将远远超过这个数字。而且，畜禽粪便COD排放已达7118万t，大大超过工业废水与生活污水的COD排放量之和。粪便污染水体的方式比较复杂，归结起来主要有粪便中有机物的腐败分解产物造成污染、富营养化及生物病原污染等三种（二）污染土壤随着肉牛养殖业规模的不断壮大与发展，养殖地域相对集中，粪污排放量非常大，粪污处理的难度也很大。据了解，目前许多大型肉牛养殖场处理粪污的主要方式是将其直接作为肥料施于农田，集中于露天池或冲入池塘、水沟、江河，甚至直接堆放于田坎路边，导致周围大片农田生态遭到严重破坏，田里已经无法种植农作物，并且杂草丛生，一片
29、污浊，所以这些处理方式并不适于规模化养殖场。不仅如此，如果不对粪便进行任何处理而直接用作肥料，将导致大面积病虫害传染、发酵烧苗、毒气危害、土壤缺氧、肥效释放缓慢，以及粪便体积大、有效成分低、运输不便、施用成本高等；同时将使土壤变质、结块、透水性下降、变硬甚至失去农田生产能力；牛粪中还混有杂草种子，直接利用会造成农田，尤其是水田杂草的发生江传杰，王岩，张玉霞.畜禽养殖业环境污染问题研究J.河南畜牧兽医，2005，26(1): 28-31。畜禽排泄物中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等养分，同时富含作物所需的钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，能满足作物生长过程中对多种养分的需要，对提高土壤肥力、改良土
30、壤性质和增加作物产量都有很好的作用。但是使用粪便过度会危害农作物、土壤、表面水和地下水水质。在某些情况下(通常是鲜禽粪)含有高浓度的氮能烧坏作物；大量地使用粪便也能引起土壤中溶解盐的积累，使土壤盐分增高，使植物生长受影响H1，特别是在干燥气候下危害更明显。畜禽粪便传播一些野草种子，影响土壤中正常作物的生长。畜禽粪便常包含有一些有毒金属元素，如砷、钻、铜、铁等，长期施用可能导致这些元素在土壤中的积累，对植物生长产生潜在的危害作用。 表4施用农田畜禽粪污中主要金属元素砷、铜、锌、铬控制指标Table 4Control limit of major heavy metals in manures a
31、pplied of live stock and poultry from intensive feeding土壤PH值6.56.5-7.57.5砷As(mg/kg)543铜Cu(mg/kg)82222锌Zn(mg/kg)284256铬Cr(mg/kg)142842土壤的基本功能是它具有肥力.能提供植物生长发育所必需的水分、养分、空气、和热能等条件.即可以供生长作物;另一个基本功能是可以分解有机物质。这两方面，构成了土壤自然循环的重要环节。畜禽粪便对土壤具有二重性，既有有利面也有不利面.主要决定于它的氮、磷、钾含量和重金属、细菌及土壤本身的自挣力，在一定条件下两个方面可能相互转化.畜禽粪便的有
32、利面在于:能够施用于农田作为肥料培肥土壤;粪便也为土壤提供必要的水分;经常施用粪肥也能提高土壤抗风化和水的侵蚀的能力，改变土城的空气和耕作条件，增加土壤有机质和作物有益微生物的生长。不利的一面在于:使用类便过度会危害农作物、土壤、表面水和地下水水质。在某些情况下(通常是新鲜的禽粪)含有高浓度的氮能烧坏作物;大最地使用粪便也能引起土壤中溶解盐的积累，使土壤盐分增高，使植物生长受影响。肉牛的粪便如果未经无害化处理直接进入土壤，其中的蛋白质、脂肪、糖等有机质将被土壤微生物分解，从而通过土壤得到自然净化。但是，如果污染物排放量超过了土壤本身的自净能力，便会出现降解不完全和厌氧腐解，产生恶臭物质和亚硝酸
33、盐等有害物质，引起土壤的组成和性状发生改变，破坏其原有的基本功能，导致土壤空隙堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结严重影响土壤质量，造成作物减产、甚至毒害作物使之出现大面积腐烂。此外，土壤虽对各种病原微生物有一定的自净能力，但进程较慢，且有些微生物还可生成芽孢，更增加了净化难度，故常造成生物污染和疫病传播。由于目前有些饲料没有按照国家有关规定生产，厂家在饲料中过量投加铜、锌和有机砷制剂等，使得饲料中微量元素含量超标较高微量元素含量的肉牛粪便将在土壤中富集，从而对作物产生有害作用，严重影响作物的生长发育，使作物减产。畜禽粪便中含有大量的钠盐和钾盐，如果直接用于农田，过量的钠和钾盐通过反聚作用而造
34、成某些土壤的微孔减少，使土壤的通透性降低，土壤透气、透水性下降，板结，破坏土壤结构，严重影响土壤性质，危害植物，给人和动物的生活和健康造成危害。这种污染有两个特点：土壤污染是大气污染和水体污染的必然结果；土壤污染通过食物和水危害人畜（三）禽畜粪便对农业生态系统的影响 由于禽畜粪便含有大量有机质及丰富的、等营养物，自古以来一直被作为农作物宝贵的有机肥而利用。农业科学研究与实践表明，农业生态系统在物质循环过程中，需要从系统外输入一定量的有机质和其他营养元素，这样才能实现系统高而稳定的产出。对于小规模、分散的饲养场产生的禽畜粪便就近还田，既为农田增加了有机肥，也不会对环境产生负面影响。但如今大规模、
35、集约化养殖场禽畜粪便未加处理地大量集中排放，却导致农业生态系统自身的物质与能量循环功能丧失，同时给环境造成了极大的压力。（四）危害人体健康规模化的肉牛养殖业的发展，使得农牧脱节严重，大量牛粪往往未经处理便随意堆放，粪便中有机物分解产生的恶臭以及有害气体和携带病原微生物的粉尘排放到大气中极大程度危害着饲养人员的身体健康。据粗略估计，仅1头牛年产生粪尿就有10吨左右，包含520kg氮、390kg磷，排放COD1429kg、BOD1039kg。按饲养一头牛每年所产生粪污污染负荷的BOD估算，其人口当量相当于2530人。以一个1000头肉牛规模的养殖场计算，每天产生粪尿50t以上，氨气排放量达10kg
36、以上，粪尿恶臭中含有H2S、SO2、NO、NO2、NH3等气体和酚类化合物胡天印，陈玲，胡玉敏.奶牛粪便综合利用的技术研究J.宁波大学学报(理工版)，2004，17(3):357360。目前，许多肉牛养殖园区内牛粪成灾，不得不将其运往附近农田排放，天热时气味难闻让路人掩鼻，同时蚊蝇滋生，让人难以忍受，这引起了当地居民的极大不满，养殖业主和附近居民常为此冲突不断，矛盾激化，多起争端。肉牛粪便含有大量的病原微生物、寄生虫卵和滋生的蚊蝇，使环境中病原种类增多、菌量增大，出现病原菌和寄生虫的大量繁殖，造成人、畜传染病的蔓延。人畜共患病疫情的发生可给人畜带来灾难性危害。据世界卫生组织和联合国粮农组织的有
37、关资料报道，目前已有200种“人畜共患传染病”。其中较为严重的至少有89种，由牛传染的约有26种。牛粪中有毒残留物对环境的污染，臭气、氨等有害气体对空气的污染，以及疫病传播等问题，很可能导致大面积传染病的发生，对当地居民生产生活环境造成潜在威胁，甚至危害居民身心健康，妨碍和谐社会的构建与发展。（五）对空气的污染粪便对空气的污染主要来源于畜牧场圈舍内外和粪堆、粪池、厕所周围的空间。其污染主要是有机物分解产生的恶臭以及有害气体(如硫化氢、氨气、酩酸、粪臭素)和携带病原微生物的粉尘。养殖场臭气的产生，主要有两类物质，即碳水化合物和含氮有机物，有研究表明，肉牛、猪、鸡饲料中的70左右的含氮物质被排泄出
38、来。在有氧的条件下两类物质分别分解为二氧化碳、水和无机盐类，不会有臭气产生，当这些物质在厌氧的环境条件下，可分解释放出臭气。同时，如果大量的畜禽粪便不及时处理，还会产生甲基硫醇，二甲基二硫醚，甲硫醚，二甲胺及多种低级脂肪酸等有毒有害气体，污染空气，造成空气中含氧量相对下降，使动物及人的免疫力下降，呼吸道疾病频发，影响畜禽产品质量。畜禽粪尿中所含有机物大体可分成碳水化合物和含氮化合物，它们在有氧或无氧条件下分解出不同的物质。碳水化合物在有氧条件下分解释放热能.大部分分解成二氧化碳和水;而在无氧条件下.化学反应不完全，可分解成甲烷、有机酸和各种醉类，这些物质略带臭味和酸味，使人产生不愉快的感觉。而
39、含氮化合物主要是蛋白质，其在醉的作用下可分解成氨基酸，氨基酸在有氧条件下可继续分解，最终产物为硝酸盐类;在无氧条件下可分解成氨、硫酸、乙烯醉、二甲基硫醚、硫化氢、甲胺、三甲胺等恶吴气体，有腐烂洋葱奥，腐败的蛋奥、鱼臭等各自特有的臭味，这些气体不但危害畜禽的生长发育，而且也危害人类健康、加剧空气污染.一般 来 说 ，散发的奥气浓度和粪便的磷酸盐和氮的含t是成正比的，家禽粪便中磷酸盐含t比高，猪粪便又比牛粪便高，因此牛场有害气味比猪场少，尤其比鸡场少。挥发性气体及其它污染物质有风时可传播很远，但随距离加大，污染物的浓度和数盆会明显降低.在恶臭物质中.对人畜健康影响最大的是氮气和硫化氢1241硫化氛
40、含f高时，会引起头晕、恶心和慢性中毒症状:人长期在氨气含最高的环境中，可引起目涩流泪，严重时双目失明。肉牛粪便厌氧发酵产生大量的氮气和硫化氢等臭味气体，若未及时净化，将会使臭味成倍增加，产生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚等多种低级脂肪酸等有恶臭的气体，造成空气中含氧量相对下降，污浊度升高，轻则降低空气质量、产生异味妨碍人畜健康；重则引起呼吸道系统的疾病，甚至造成人畜死亡。（二）、国内外规模化肉牛场粪便处理方式研究纵观国内外，随着畜牧业内部结构的进一步调整和优化，人们生活水平的不断提高，以及对膳食结构改善的迫切需求，牛肉的消费量在急剧增加，国际牛肉市场也越发活跃。随之而来的肉牛养殖业的粪便污染治理
41、便成了一大难题，也是一项系统工程，过高的处理成本将成为各肉牛养殖场沉重的经济负担。为了节约成本、减少牛粪污染和使其资源化，并维持畜牧养殖业健康可持续发展，国内外的肉牛养殖场对牛粪的处理方式进行了各种尝试。1国外处理粪污的研究概述自上世纪90年代，国外对肉牛粪便污染的严重性与危害性就有了深刻的认识。美国联邦水污染法中的规定侧重于对于畜禽场建设管理规定，超过一定规模的畜禽场，建场必须得到有关部门的批准许可后，才能建场。并且十分注重肉牛粪便的再开发与利用。在美国，肉牛养殖场甚至利用肉牛的粪污自行发电，供自己生产生活使用。日本采用立法严防肉牛粪便污染。先后制定了七个畜禽粪污处理与管理相关的法律法规，用
42、“畜产公害”精确概括了肉牛粪便污染的危害性。这些法律法规比较有效与有名的有：废弃物处理与清除法、恶臭防止法和防止水污染法。日本明文规定：在城市规划地区，畜禽的粪便必须经过一系列的处理。一个牛超过800肉的养殖场排出的污水必须符合相关法律的规定。欧洲的荷兰南部、比利时、德国西部的下萨克森州、丹麦、法国的布列塔尼亚等畜禽养殖业发达的地区也都为畜禽粪尿与废水造成的严重环境危害而困扰，因此纷纷通过法律及环境管理措施加强对畜禽养殖场粪尿及废水的处理、处置与综合利用。丹麦为了减少粪便污染，规定根据每公顷土地可容纳的粪便量，确定畜禽最高密度指标;施入裸露土地的粪必须在施用后 12 小时内犁入土壤中，在冻土或
43、被雪覆盖的土地上不得施用粪便;每个农场的贮粪能力要达到贮纳 9 个月的产粪量7。荷兰畜牧业高度密集，全国每年约有 1/6 的畜禽粪过剩。为了防止畜禽粪便污染，1971 年立法规定，直接将粪便排到地表水中为非法行为。总之，国外的牛粪污染治理就是合理搭配生产布局，应用先进的科学技术和良好的管理体制，政府进行监督和管理。同时明确畜禽养殖业是农业的重要组成部分，养殖业的发展离不开种植业，种植业为养殖业提供饲料，养殖业为种植业提供充足的有机肥料的观念。将粪尿处理后，制成的有机肥料用于农田改善土壤质量，产生的沼气用于生产、生活的能量需要。从而达到粪污的综合利用，使其减量化、无害化、资源化、生态化，尽量实现
44、零排放，真正地解决规模化畜禽养殖业的污染难题。2. 国内处理粪污的研究概述我国20世纪50年代所建的养殖场大都远离城镇和村庄，并有河流树林等天然屏障或挖掘了防疫沟。由于畜禽养殖场数量较少，规模较小，所以粪尿可及时施于农田，对环境污染小。到了20世纪80年代，为响应国家号召，各大城市郊区兴建了大量规模化养殖场，畜禽养殖业产生的污染日益突出，引起一些高校、科研院所和政府的关注和重视，并开展了一系列研究。国家环境保护总局自然生态保护司李远先生认为，应从实际出发，借鉴国外经验，以保护和改善农村生态环境为目的，以废弃物资源化和综合利用为根本，以环境容量为基准，以“目标责任制”为龙头，以减量化、资源化、无
45、害化及实用、廉价为原则，合理规划、防治结合、强化管理，走具有中国特色的畜禽养殖污染防治道路。 (1)粪污处理技术和模式：徐应明综合国内外对畜禽排放污水所采用的治理技术、达到的各项指标及中国目前的经济状况、技术条件，提出了畜禽养殖行业排放污水的生化指标值、卫生指数和恶臭标准；张忠祥提出的技术控制措施为运用生物技术与生物工程综合利用排泄物，使之厌氧发酵，利用沼液、沼渣和沼气，形成畜禽养殖与农业种植与副渔业紧密结合的物质内在循环的模式；杨修在对种植业和养殖业做出投入一产出分析的基础上，建立种养优化结构模式；石军(2002)通过营养调控的手段从源头控制和调节动物的营养代谢，减少污染物的排放；李建华(2
46、004)提出清洁生产是解决畜禽污染的有效途径；王凯军(2004)分析总结了国内外的粪污处理技术、设备和模式，例如能源环保模式、生态工程模式等。昝林森(2007)利用蚯蚓生物处理方法，同自然堆肥作对比试验，研究了两种处理对畜禽粪便氨气产量的影响，经蚯蚓生物处理后的畜禽粪便氨气产量明显降低，因此，利用蚯蚓促进畜禽粪便转化利用是发展循环经济、治理畜禽粪便污染、变废为宝的一项新技术。（2）法律法规来规范畜禽排泄物处理。1996年，农业部关于“九五”期间加快能源环境工程建设的通知提出：新建畜禽场等农业企业要根据国务院关于迸一步加强环境保护工作的决定精神，对粪便、污水的治理要做到同步规划、同步设计、同步建设，治理费用不低于总投资的10；2001年3月20日，国家环境保护总局下发了畜禽养殖污染防治管理办法，同年11月28日，国家质量监督检验检疫总局与国家环境保护总局联合下发了畜禽养殖业污染物排放标准，对现有畜禽养殖场的环
