这些有害物质进入水体,降低水质感官性状指标,使水产生异味而难以利用。若饮用水受人畜粪便污染, 将危害人畜健康。粪便中的含氮和含硫有机物分解产生的恶臭物质主要有:胺、吲哚、甲基吲哚、硫醇、 硫化氢和氨气等。 2)富营养化作用粪便中的氮、磷等植物营养物大量进入水体,促使水体中藻类等水生植物大量 繁殖,使水体溶解氧迅速下降,水生生物死亡,水中有机质在缺氧条件下厌氧腐解,使水体变黑发臭, 水质感官性状恶化,这种现象称为水体富营养化作用。水体富营养化作用的产生主要是由于水体养分的 增加,促进了水生植物过度生长,这些水生植物在白天进行光合作用,使上层水溶解氧大大增加,达到 饱和水平,但在晚上则大量消耗水体中的溶解氧,使水中的溶解氧迅速降低,导致鱼类等水生动物因缺 氧而死亡,水中动物和植物的尸体分解,使水质发黑和变臭。 (3)导致介水传染病发生粪便中含有大量的微生物,包括细菌、病毒和寄生虫。例如细菌类有人 的痢疾杆菌、霍乱杆菌、伤寒杄菌等:家畜的猪丹毒杆菌、仔猪副伤寒沙门氏菌、致病性大肠杆菌等以 及人畜共患的布氏杆菌、结核杄菌、炭疽杄菌等。病毒类有人的传染性肝炎病毒、猪传染性肠胃炎病毒、 鸡新城疫病毒、口蹄疫病毒等。寄生虫类有人畜共患的姜片吸虫、肺吸虫、肝片吸虫,猪鸡的蛔虫等 这些病原会通过水体的流动,在更大范围扩散和传播,导致疫病在更大范围内爆发和流行 2.粪便对土壤的污染 (1)病原微生物污染未经处理的畜禽粪便进入农田,粪便中的病原微生物及芽孢会在农田耕作 土壤中长期存活,这些病原微生物一方面会通过饲料和饮水,危害动物健康:另一方面会通过蔬菜和水 果等农产品,危害人类健康。 2)矿物质元紊的污染在饲料中大量使用矿物质添加剂,使畜禽粪便中的微量元素如铜、锌、砷、 铁、锰、硒含量增加。长期大量施用受矿物质元素污染的畜禽粪便,会导致这些微量元素在土壤中富集 如果土壤中微量元素富集过多,就会影响植物生长发育,导致农作物减产,例如在饲料中使用高剂量的 铜(250mg/kg)、Zn(2000mgkg)和有机砷制剂(对氨基苯砷酸,100mgL),可加剧这些微量元素对土 壤的污染。一般认为,当土壤中铜和锌分别达100200mgkg和lomg/g时,就可造成植株中毒。当Cu、 Zn、As、dd、Pb共存时,它们之间存在协同作用,这增加了防治土壤污染的困难。当土壤中砷酸钠加入 量为40mg/kg时,水稻减产50%;:砷酸钠加入量为l60mg/kg时,水稻己不能生长;灌溉水中砷浓度为 20mg/kg时,水稻颗粒无收。如果这些微量元素通过农作物、饲料和食物的富集,将会对人类健康构成潜 在的威胁。 三、畜禽粪便的处理 (一)畜禽粪便在自然界的转化 家畜的粪便通过土壤、水和大气的理化及生物学作用,使其中的微生物被杀死,并使各种有机物逐
6 这些有害物质进入水体，降低水质感官性状指标，使水产生异味而难以利用。若饮用水受人畜粪便污染， 将危害人畜健康。粪便中的含氮和含硫有机物分解产生的恶臭物质主要有：胺、吲哚、甲基吲哚、硫醇、 硫化氢和氨气等。 （2）富营养化作用 粪便中的氮、磷等植物营养物大量进入水体，促使水体中藻类等水生植物大量 繁殖，使水体溶解氧迅速下降，水生生物死亡，水中有机质在缺氧条件下厌氧腐解，使水体变黑发臭， 水质感官性状恶化，这种现象称为水体富营养化作用。水体富营养化作用的产生主要是由于水体养分的 增加，促进了水生植物过度生长，这些水生植物在白天进行光合作用，使上层水溶解氧大大增加，达到 饱和水平，但在晚上则大量消耗水体中的溶解氧，使水中的溶解氧迅速降低，导致鱼类等水生动物因缺 氧而死亡，水中动物和植物的尸体分解，使水质发黑和变臭。 （3）导致介水传染病发生 粪便中含有大量的微生物，包括细菌、病毒和寄生虫。例如细菌类有人 的痢疾杆菌、霍乱杆菌、伤寒杆菌等；家畜的猪丹毒杆菌、仔猪副伤寒沙门氏菌、致病性大肠杆菌等以 及人畜共患的布氏杆菌、结核杆菌、炭疽杆菌等。病毒类有人的传染性肝炎病毒、猪传染性肠胃炎病毒、 鸡新城疫病毒、口蹄疫病毒等。寄生虫类有人畜共患的姜片吸虫、肺吸虫、肝片吸虫，猪鸡的蛔虫等。 这些病原会通过水体的流动，在更大范围扩散和传播，导致疫病在更大范围内爆发和流行。 2．粪便对土壤的污染 （1）病原微生物污染 未经处理的畜禽粪便进入农田，粪便中的病原微生物及芽孢会在农田耕作 土壤中长期存活，这些病原微生物一方面会通过饲料和饮水，危害动物健康；另一方面会通过蔬菜和水 果等农产品，危害人类健康。 （2）矿物质元素的污染 在饲料中大量使用矿物质添加剂，使畜禽粪便中的微量元素如铜、锌、砷、 铁、锰、硒含量增加。长期大量施用受矿物质元素污染的畜禽粪便，会导致这些微量元素在土壤中富集。 如果土壤中微量元素富集过多，就会影响植物生长发育，导致农作物减产，例如在饲料中使用高剂量的 铜（250mg/kg）、Zn（2000mg/kg）和有机砷制剂（对氨基苯砷酸，100mg/L），可加剧这些微量元素对土 壤的污染。一般认为，当土壤中铜和锌分别达 100~200mg/kg 和 100mg/kg 时，就可造成植株中毒。当 Cu、 Zn、As、Cd、Pb 共存时，它们之间存在协同作用，这增加了防治土壤污染的困难。当土壤中砷酸钠加入 量为 40mg/kg 时，水稻减产 50%；砷酸钠加入量为 160mg/kg 时，水稻已不能生长；灌溉水中砷浓度为 20mg/kg 时，水稻颗粒无收。如果这些微量元素通过农作物、饲料和食物的富集，将会对人类健康构成潜 在的威胁。 三、畜禽粪便的处理 （一） 畜禽粪便在自然界的转化 家畜的粪便通过土壤、水和大气的理化及生物学作用，使其中的微生物被杀死，并使各种有机物逐
渐分解,变成植物可以吸收利用的营养物质,并通过动物、植物的同化和异化作用,重新转化为构成动 物体和植物体的糖类、蛋白质和脂肪等。换言之,在自然界的物质循环和能量流动过程中,粪便经过土 壤作物的作用可再度转化为饲料,成为家畜的饲料(如图12-1所示)。这种农牧结合,互相促进的处理 办法,不仅是处理家畜粪便的基本途径,也是保护环境,维护农业生态系统平衡的主要手段 消费者亚系统 草食动物因肉食动物]肉食动物 生产者 亚系统 H再环工 分解者 分解者亚系统 无机 营养物 图12-1自然生态系统物质循环示意图 (二)科学合理的布局与规划畜牧场 畜牧场废弃物处理与利用的基本要求是排放数量“减量化”、处理过程“无害化”和处理目标“资源 化”。合理规划畜牧场,采取先进生产工艺是实现上述目标的先决条件。否则,不仅会影响以后生产, 而且会使畜牧场的环境条件恶化,或者为了保护环境而付出很高的代价。科学规划、设计和布局畜牧场 以减少粪便污染包括三方面的内容,一是要采用科学的生产工艺,力争生产过程污染物的产生“减量化” 二是畜牧场生产规模与农田承载能力相适应(即畜牧场产生的粪便和污水能被当地的农田和池塘所消 纳),畜牧场废弃物经处理后可用作肥料、饲料或燃料,不对环境产生新的污染,实现“废弃物”利用“无 害化”;三是畜牧场要有完善的粪便和污水无害化处理设施与系统,实现粪便和污水利用资源化。因此, 应根据畜牧场所产废弃物的数量(主要是粪尿量)以及土地面积的大小,确定各个畜牧场的规模,并使畜 牧场科学、合理、均匀地在本地区内分布。要把家畜的粪便全部施用,必须计算畜牧场粪量与土地施肥 量,即所施用的粪肥的主要养分能为作物所吸收利用而不积累,能使土壤完成基本的自净过程。各种家 畜每日所产粪便的数量如表12-2所示
7 渐分解，变成植物可以吸收利用的营养物质，并通过动物、植物的同化和异化作用，重新转化为构成动 物体和植物体的糖类、蛋白质和脂肪等。换言之，在自然界的物质循环和能量流动过程中，粪便经过土 壤作物的作用可再度转化为饲料，成为家畜的饲料（如图 12-1 所示）。这种农牧结合，互相促进的处理 办法，不仅是处理家畜粪便的基本途径，也是保护环境，维护农业生态系统平衡的主要手段。 图 12-1 自然生态系统物质循环示意图 （二）科学合理的布局与规划畜牧场 畜牧场废弃物处理与利用的基本要求是排放数量“减量化”、处理过程“无害化”和处理目标“资源 化”。 合理规划畜牧场，采取先进生产工艺是实现上述目标的先决条件。否则，不仅会影响以后生产， 而且会使畜牧场的环境条件恶化，或者为了保护环境而付出很高的代价。科学规划、设计和布局畜牧场 以减少粪便污染包括三方面的内容，一是要采用科学的生产工艺，力争生产过程污染物的产生“减量化”； 二是畜牧场生产规模与农田承载能力相适应（即畜牧场产生的粪便和污水能被当地的农田和池塘所消 纳），畜牧场废弃物经处理后可用作肥料、饲料或燃料，不对环境产生新的污染，实现“废弃物”利用“无 害化”；三是畜牧场要有完善的粪便和污水无害化处理设施与系统，实现粪便和污水利用资源化。因此， 应根据畜牧场所产废弃物的数量(主要是粪尿量)以及土地面积的大小，确定各个畜牧场的规模，并使畜 牧场科学、合理、均匀地在本地区内分布。要把家畜的粪便全部施用，必须计算畜牧场粪量与土地施肥 量，即所施用的粪肥的主要养分能为作物所吸收利用而不积累，能使土壤完成基本的自净过程。各种家 畜每日所产粪便的数量如表 12-2 所示
为防止土壤污染,应控制单位土地面积家畜饲养量。施用畜肥的农田对每亩地饲养家畜的密度,我 国尚无具体规定,现引用德意志联邦共和国规定,以畜禽粪便消纳量计算,每平方公里土地能承载家畜 数量见表12-3。 (三)畜舍畜禽粪便的清除 在集约化畜牧场,清除畜舍畜禽粪便的工艺与方式不同,产生的畜禽粪便的状态与数量不同。过去曾 采用水冲式清粪工艺,这种做法尽管清除畜舍畜禽粪便时节省劳动力,但大量的水进入粪便,不仅扩大 了废弃物(畜禽粪便和污水)的体积与数量,增加处理与利用畜禽粪便的难度,而且浪费水资源,造成 新的污染,在生产中不宜采用。采用粪水分离的工艺清除畜舍畜禽粪便,尽管清除畜舍畜禽粪便时消耗 机械、动力或人力,但一方面节约水资源,另一方面产生的废弃物数量少,体积小,便于后续的废弃物 无害化处理。猪场和禽场粪水分离工艺分别如图12-2,图12-3所示。 猪舍]铲粪车运 场内堆粪场]车、船运 鱼塘、农田 渗液 拦污水栅 预沉淀池 级化污水池氧化沟}一氧化塘→排放 浮渣及沉淀污泥 农田 图122猪场粪水分离工艺示意图 笼养鸡舍粪与水 水 粪 「饮水槽剩余水 排粪沟鸡粪 集水 集粪 回收饲料 场内堆粪场 排放 喂鱼喂猪]「农肥 图12-3猪场粪水分离工艺示意图 四、畜禽粪便的利用
8 为防止土壤污染，应控制单位土地面积家畜饲养量。施用畜肥的农田对每亩地饲养家畜的密度，我 国尚无具体规定，现引用德意志联邦共和国规定，以畜禽粪便消纳量计算，每平方公里土地能承载家畜 数量见表 12-3。 （三）畜舍畜禽粪便的清除 在集约化畜牧场，清除畜舍畜禽粪便的工艺与方式不同，产生的畜禽粪便的状态与数量不同。过去曾 采用水冲式清粪工艺，这种做法尽管清除畜舍畜禽粪便时节省劳动力，但大量的水进入粪便，不仅扩大 了废弃物（畜禽粪便和污水）的体积与数量，增加处理与利用畜禽粪便的难度，而且浪费水资源，造成 新的污染，在生产中不宜采用。采用粪水分离的工艺清除畜舍畜禽粪便，尽管清除畜舍畜禽粪便时消耗 机械、动力或人力，但一方面节约水资源，另一方面产生的废弃物数量少，体积小，便于后续的废弃物 无害化处理。猪场和禽场粪水分离工艺分别如图 12-2，图 12-3 所示。 图 12-2 猪场粪水分离工艺示意图 图 12-3 猪场粪水分离工艺示意图 四、畜禽粪便的利用
(一)畜禽粪便用作肥料 1.土地还原法 把家畜粪尿作为肥料直接施入农田的方法称为“土地还原法”。土壤容纳和净化家畜粪便的潜力巨大 有试验表明,即使每亩施入禽粪41t,然后用犁耕,翻到地里,也散发恶臭或招引苍蝇等。据日本神奈 川县农业试验场的报道,在土地上施新鲜牛粪300t/公顷(或新鲜猪粪尿75t/公顷或新鲜鸡粪30t/公 顷),采取条施或全面撒施,栽培饲料作物或蔬菜,结果都比标准化肥区増产,而且对土壤无不良影响。 采用土地还原法利用粪便时应注意:一是要在粪便施入土地后进行耕翻,使鲜粪尿埋在土壤中分解。这 样,不会造成污染,不会散发恶臭,也不会招引苍蝇;二是家畜排出的新鲜粪尿应妥善堆放,腐熟后施 用;三是土地还原法只适用于用作耕作前底肥,不可用作追肥。 表12-2各种家畜的粪尿产量(鲜量) 种类 排泄量(kg/头.日) 排泄量(t/头.年) 饲养期(日) 粪 尿 粪尿 粪尿粪尿 泌乳牛365 30~5013~2545~75 1467.321.9 成年肉牛365 20~3510~1730~52 10.64.915.5 育成牛365 10~205~1015~30 犊牛 252 成年马365 10~205~1015~30 5.52.78 种公猪365 2.0~3.040~7.06.0~10.0 成年母猪365 2.5~4.24.0~7.06.5~11.2 12203.2 后备母猪180 2.1~2.83.0~6.05.1~8.8 0.40.81.2 出栏猪180 2.173.5 5.67 0.40.61.0 出栏猪 13 2.03.3 0.120.180.30 山羊 365 2.0 0.662.66 0.730.240.97 绵羊 365 0.662.66 0.730.240.97 兔 150.550.7 0.050.200.25 产蛋鸡365 0. 0.15 0.06 肉鸡50 0.09 肉鸭 0.10 5.5 kg 5.5 kg 蛋种鸡365 62.1k 蛋种鸭365 0.17 0.17 62.1kg .I kg
9 （一）畜禽粪便用作肥料 1.土地还原法 把家畜粪尿作为肥料直接施入农田的方法称为“土地还原法”。土壤容纳和净化家畜粪便的潜力巨大。 有试验表明，即使每亩施入禽粪 41 t，然后用犁耕，翻到地里，也散发恶臭或招引苍蝇等。据日本神奈 川县农业试验场的报道，在土地上施新鲜牛粪 300 t/公顷(或新鲜猪粪尿 75 t/公顷或新鲜鸡粪 30 t/公 顷)，采取条施或全面撒施，栽培饲料作物或蔬菜，结果都比标准化肥区增产，而且对土壤无不良影响。 采用土地还原法利用粪便时应注意：一是要在粪便施入土地后进行耕翻，使鲜粪尿埋在土壤中分解。这 样，不会造成污染，不会散发恶臭，也不会招引苍蝇；二是家畜排出的新鲜粪尿应妥善堆放，腐熟后施 用；三是土地还原法只适用于用作耕作前底肥，不可用作追肥。 表 12-2 各种家畜的粪尿产量(鲜量) 种类 排泄量(kg/头.日) 排泄量(t/头.年) _________________________________ __________________________ 饲养期（日） 粪 尿 粪尿 粪 尿 粪尿 泌乳牛 365 30~50 13~25 45~75 14.6 7.3 21.9 成年肉牛 365 20~35 10~17 30~52 10.6 4.9 15.5 育成牛 365 10~20 5~10 15~30 5.5 2.7 8.2 犊牛 180 3~7 2~5 5~12 1.0 0.45 1.5 成年马 365 10~20 5~10 15~30 5.5 2.7 8.2 种公猪 365 2.0~3.0 4.0~7.0 6.0~10.0 0.9 2.0 2.9 成年母猪 365 2.5~4.2 4.0~7.0 6.5~11.2 1.2 2.0 3.2 后备母猪 180 2.1~2.8 3.0~6.0 5.1~8.8 0.4 0.8 1.2 出栏猪 180 2.17 3.5 5.67 0.4 0.6 1.0 出栏猪 90 1.3 2.0 3.3 0.12 0.18 0.30 山羊 365 2.0 0.66 2.66 0.73 0.24 0.97 绵羊 365 2.0 0.66 2.66 0.73 0.24 0.97 兔 365 0.15 0.55 0.7 0.05 0.20 0.25 产蛋鸡 365 0.15 —— 0.15 0.06 —— 0.06 肉鸡 50 0.09 —— 0.09 4.5 kg —— 4.5 kg 肉鸭 55 0.10 —— 0.10 5.5 kg 5.5 kg 蛋种鸡 365 0.17 —— 0.17 62.1 kg —— 62.1 kg 蛋种鸭 365 0.17 —— 0.17 62.1 kg —— 62.1 kg
表12-3每平方公里土地承载畜禽数量 家畜种类 数量(头/年) 家畜种类 数量(只/年) 成年牛 741 火鸡 74100 青年牛 1483 肥育鸭 111204 犊牛(3月龄内)2224 蛋鸡 74100 繁殖与妊娠猪 1483 肉鸡 222400 肥猪 4448 马 2.腐熟堆肥法 (1)腐熟堆肥法概念腐熟堆肥法是主要通过控制好气微生物活动的水分、酸碱度、碳氮比、空气、温 度等各种环境条件,使好气微生物分解家畜粪便及垫草中各种有机物,并使之达到矿质化和腐殖质化的 过程,腐熟堆肥法可释放岀速效性养分并造成髙温环境,能杀菌、杀寄生虫卵等,最终变为无害的腐殖 质类活性有机肥料 (2)原理利用好氧菌在一定条件下,对堆肥中的有机物和无机物进行分解而使之转变为腐殖质状物质 同时,产生热能使堆肥温度升高到50℃-60℃,以杀灭病原菌。经过这一腐熟过程,发酵产品既可提供 有利于植物生长的营养元素,又可防止粪便中病原菌、寄生虫以及病毒的繁衍和扩散 (3)腐熟堆肥的过程 ①温度上升阶段在自然堆肥条件下,堆肥开始后1~15天,堆肥内的温度逐渐上升。在该阶段内,主 要是嗜冷及嗜温性微生物发挥作用。在该阶段,嗜温性微生物繁殖旺盛,分解简单的有机物,释放出热 量,使肥堆内部温度逐渐升高。如果条件适宜,则在5~7天内,肥堆内部温度就可达到50℃以上。 ②持续髙温阶段当温度上升到50℃以上后,嗜温性微生物在高温下逐渐消亡,嗜热性微生物(放线菌、 真菌、杆菌)开始大量繁殖生长,将堆肥物料中蛋白质和纤维素、半纤维素等复杂有机物分解转化为类 似土壤腐殖质的物质。随着堆肥进程的发展,温度继续升高到60℃-70℃以上,持续一段时间后,堆肥 中几乎所有的病原微生物和寄生虫卵都被杀死。 ⑧降温阶段随着有机物被分解,嗜热微生物所需养分逐渐减少,细菌分解作用减弱,堆肥温度逐渐降 低,当温度下降到50℃以下时,嗜热菌也开始逐渐消亡,这时,堆肥转变为腐殖质,物料呈棕褐色,松 软,有类似土壤腐殖质的微酸味,这时堆肥腐熟过程完成。 (4)腐熟堆肥的基本要求 ①物料中有机物含量堆肥物料中有机物可以为微生物提供养料,堆肥物料中的有机物质应占28%以
10 表 12-3 每平方公里土地承载畜禽数量 家畜种类 数量（头/年） 家畜种类 数量（只/年） 成年牛 741 青年牛 1483 犊牛(3 月龄内) 2224 繁殖与妊娠猪 1483 肥猪 3707 火鸡 74100 肥育鸭 111204 蛋鸡 74100 肉鸡 222400 羊 4448 马 741 2.腐熟堆肥法 （1）腐熟堆肥法概念 腐熟堆肥法是主要通过控制好气微生物活动的水分、酸碱度、碳氮比、空气、温 度等各种环境条件，使好气微生物分解家畜粪便及垫草中各种有机物，并使之达到矿质化和腐殖质化的 过程，腐熟堆肥法可释放出速效性养分并造成高温环境，能杀菌、杀寄生虫卵等，最终变为无害的腐殖 质类活性有机肥料。 （2）原理 利用好氧菌在一定条件下，对堆肥中的有机物和无机物进行分解而使之转变为腐殖质状物质。 同时，产生热能使堆肥温度升高到 50℃—60℃，以杀灭病原菌。经过这一腐熟过程，发酵产品既可提供 有利于植物生长的营养元素，又可防止粪便中病原菌、寄生虫以及病毒的繁衍和扩散。 （3）腐熟堆肥的过程 ① 温度上升阶段 在自然堆肥条件下，堆肥开始后 1~15 天，堆肥内的温度逐渐上升。在该阶段内，主 要是嗜冷及嗜温性微生物发挥作用。在该阶段，嗜温性微生物繁殖旺盛，分解简单的有机物，释放出热 量，使肥堆内部温度逐渐升高。如果条件适宜，则在 5~7 天内，肥堆内部温度就可达到 50℃以上。 ② 持续高温阶段 当温度上升到 50℃以上后，嗜温性微生物在高温下逐渐消亡，嗜热性微生物（放线菌、 真菌、杆菌）开始大量繁殖生长，将堆肥物料中蛋白质和纤维素、半纤维素等复杂有机物分解转化为类 似土壤腐殖质的物质。随着堆肥进程的发展，温度继续升高到 60℃—70℃以上，持续一段时间后，堆肥 中几乎所有的病原微生物和寄生虫卵都被杀死。 ③ 降温阶段 随着有机物被分解，嗜热微生物所需养分逐渐减少，细菌分解作用减弱，堆肥温度逐渐降 低，当温度下降到 50℃以下时，嗜热菌也开始逐渐消亡，这时，堆肥转变为腐殖质，物料呈棕褐色，松 软，有类似土壤腐殖质的微酸味，这时堆肥腐熟过程完成。 （4）腐熟堆肥的基本要求 ① 物料中有机物含量 堆肥物料中有机物可以为微生物提供养料，堆肥物料中的有机物质应占 28%以