动物摄食的日粮养分中,只有部分能被动物吸收,用于其生长和繁殖,其余的养分则随排泄物进入环境,伴随排泄物进入环境的还有大量的微生物,其中不乏病原微生物,如果畜禽粪污未经过适当处理而对外排放,将对周围地表和地下水、土壤、大气以及人类健康造成极大的威胁。
(1)粪污对地表和地下水的危害
养殖粪便和污水废弃物在其贮存、处理和利用过程中,可能通过渗漏或径流进入地表或地下水体,带入的氮和磷使水体的浓度增加,水生植物和藻类增生,导致地表水体富营养化,地下水质参数超标。
(2)粪污对土壤的危害
土壤污染主要源自畜禽粪便长期过量施用,可能造成畜禽粪便中的养分(氮、磷和钾)、药物残留和重金属等在土壤中累积,导致地下水硝酸盐污染,地表水磷污染以及农作物中重金属或其他微量元素超标。
畜禽粪便是农田中重金属负荷的重要来源,锌、铜等金属影响作物的生长和发育障碍,造成作物减产;含锌污水灌溉农田,会对农作物特别是小麦的生长产生较大影响,造成小麦出苗不齐、分蘖少、植株矮小、叶片发生萎黄;镉等重金属对作物产量没有影响,但能通过作物的可食用部位而直接危害人体健康。
(3)粪污对大气环境的危害
在畜禽粪便和养殖污水的贮存和处理过程中还产生和挥发大量的氨气、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、丙酸、丁酸和戊酸等臭气物质,引起臭气污染。不仅如此,比利时、荷兰和丹麦等欧洲国家的研究表明畜牧业排放的氨气是导致酸雨的主要因素。
根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》,1994年中国温室气体的总排放量为36.50亿吨二氧化碳当量,其中动物粪便管理过程排放的氧化亚氮15.5万吨,占农业氧化亚氮排放的19.69%,动物粪便管理过程是重要的农业温室气体排放源。
(4)粪污的生物风险
畜禽养殖废弃物中含有大量的细菌、病毒和寄生虫等病原微生物,尽管许多微生物在离开动物体后迅速死亡,但仍有部分微生物在适宜条件下能存活,在土壤中的存活时间更长,对动物和人类健康具有极大的威胁。
1、厌氧发酵处理:厌氧发酵是一个复杂的生物学过程。2、好氧处理法:利用好氧菌进行发酵的过程,称之为好氧发酵。3、高温高压处理法:粪便中的有机物,在高温高压的条件下,经过约1h连续不断地氧化分解可达到较好的处理效果。4、高温堆肥法:将粪便按一定比例掺入垃圾中,应用高温堆肥的方法进行处理。
1、厌氧发酵处理
厌氧发酵是一个复杂的生物学过程;粪便中碳水化合物、脂肪及蛋白质等物质,在缺氧的条件及微生物的作用下,这些有机物可转化为甲烷,甲烷主要是作为燃料,如天然气和煤气,广泛应用于民用和工业中。
2、好氧处理法
利用好氧菌进行发酵的过程,称之为好氧发酵。好氧处理规模小时,可只做最终稀释后曝气、沉淀;中等以上规模,经过前处理和二次稀释后,可按标准活性污泥法进行处理。在粪便中加入适量化学药剂,使粪便发生絮凝作用,并通过沉淀分离成液体和脱水污泥。
3、高温高压处理法
粪便中的有机物,在高温高压的条件下,经过约1h连续不断地氧化分解可达到较好的处理效果。反应塔的容量应根据粪便的发热量、反应速度和氧化的程度来确定。
4、高温堆肥法
将粪便按一定比例掺入垃圾中,应用高温堆肥的方法进行处理。若垃圾中含氮量较高,则不宜采用此法。
5、化学法
在粪便中加入适量化学药剂,使粪便发生絮凝作用,并通过沉淀分离成液体和脱水污泥。该处理法的最大特点是粪便在较短的时间内形成固液分离。
6、化粪池处理
在中小城市及农村由于生活污水的处理,粪便收集、处理完全管道化比较困难,小型化粪池就成为单元住宅最普遍且必须配置的设施。化粪池的功能是接收、储存家庭生活污水。池内分为漂浮层、淤泥层和中间清水层3个区域。清水可采用污水灌溉的方式作最终处理。用作灌溉的污水通过蒸发和渗透消化对环境污染不大,但可降低总废物的清运量。