環(huán)境與福利友好型豬舍系統(tǒng)

Andre Aarnink （荷蘭瓦赫寧根大學(xué) 研究員）

1 畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的主要空氣污染物

1.1 氨氮

畜禽生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣，氨氣沉降在水體引起水體酸化，進(jìn)入土壤則造成土壤富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而造成生物多樣性的損失。歐洲國(guó)家中養(yǎng)殖密度較高的地區(qū)如荷蘭、比利時(shí)、德國(guó)的北部，法國(guó)和意大利中北部，是氨氣排放比較高的區(qū)域，畜禽產(chǎn)生的氨氣每公頃超過(guò)20 kg。2001年歐盟在國(guó)家排放限值指令 （National Emission Ceilings Directive,NEC）中對(duì)歐盟國(guó)家的空氣污染物排放限值做出了規(guī)定，確定了氨氮的國(guó)家排放限值為12.8萬(wàn)噸/年。荷蘭從1980年開(kāi)始制定了一些法規(guī)減少畜禽生產(chǎn)氨氮的產(chǎn)生。如所有的儲(chǔ)糞池必須有蓋子，耕地施肥時(shí)必須將糞肥直接注入土壤，在生態(tài)脆弱地區(qū)附近 （至少250米內(nèi)）不得飼養(yǎng)家畜。在豬舍設(shè)計(jì)上也有具體要求，如空懷和妊娠母豬，要求每頭豬每年的排放量從4.2 kg 降到 2.6 kg， 哺乳母豬要求從 8.3 kg 降到 2.9 kg， 斷奶仔豬 （＜30 kg）， 從 0.6 kg/年降到 0.23 kg/年， 育肥豬 （30～100 kg）， 從 2.5 kg/年降到 1.4 kg/年。 從 2013 年起， 荷蘭所有的豬場(chǎng)被強(qiáng)制要求降低氨氣的排放。

1.2 臭氣

荷蘭對(duì)1995～2000年臭氣污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)源臭氣所占的比例 （16%）最高，甚至高于工業(yè)和運(yùn)輸業(yè)的排放量，而農(nóng)業(yè)源臭氣主要來(lái)源于動(dòng)物糞便和畜舍。荷蘭針對(duì)減少家畜排放臭氣的排放做了規(guī)定，原則上根據(jù)畜舍周圍臭氣的強(qiáng)度和濃度制定與周圍敏感區(qū)的最小距離，從2007年開(kāi)始這一距離通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的臭氣彌散模型和臭氣排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算得到。臭氣濃度的測(cè)量可采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì) （CEN）于2003年頒布的CEN 13725“空氣質(zhì)量動(dòng)態(tài)嗅覺(jué)儀測(cè)定臭氣濃度”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定，即在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將臭氣稀釋成不同濃度，每個(gè)稀釋倍數(shù)由一組嗅辨員 （6～8人）進(jìn)行嗅聞（圖1），給出判斷結(jié)果，然后根據(jù)這些結(jié)果計(jì)算出臭氣濃度。

1.3 溫室氣體

畜禽養(yǎng)殖主要產(chǎn)生以甲烷為主的非二氧化碳溫室氣體，甲烷的增熱效應(yīng)是二氧化碳的25倍。全球由甲烷產(chǎn)生的溫室效應(yīng)達(dá)20%。而20%的甲烷來(lái)自于畜禽生產(chǎn)，其中腸道發(fā)酵（主要是牛）占80%，糞便的厭氧發(fā)酵占20%。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家曾在京都議定書(shū)上承諾：到2012年，溫室氣體的排放相對(duì)于1990年減少5.2%。經(jīng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，溫室效應(yīng)造成的直接后果就是海平面一直處于上升狀態(tài)。

1.4 粉塵

粉塵的污染情況可用PM10來(lái)衡量，PM10為懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)直徑≤10μm的顆粒物。歐盟空氣質(zhì)量管理法（Air quality directive）規(guī)定畜禽舍周圍PM10水平年平均不能超過(guò)40μg/m3，一年中高于50μg/m3的天數(shù)不能超過(guò)35天。所有動(dòng)物的PM10排放系數(shù)已經(jīng)確定，可以通過(guò)這些系數(shù)采用離散模型對(duì)畜禽場(chǎng)的粉塵污染進(jìn)行評(píng)價(jià)。但荷蘭目前還未對(duì)豬場(chǎng)的PM10提出限制性規(guī)定。

1.5 礦物負(fù)載

圖1 臭氣嗅聞測(cè)試

歐盟頒布的硝酸鹽指令 （Nitrates Directive）對(duì)糞便中過(guò)量負(fù)載的礦物進(jìn)行了規(guī)定，歐盟規(guī)定由糞便施肥帶入的氮不應(yīng)超過(guò)170 kg/公頃，荷蘭對(duì)耕地施放畜禽糞便磷的含量也作出了規(guī)定，P2O5的含量為75～100 kg/公頃，不同的土壤類型其限定量有所不同。荷蘭還在畜禽場(chǎng)強(qiáng)制推行氮和磷的記錄系統(tǒng)，要求豬場(chǎng)必須詳細(xì)記錄進(jìn)入豬場(chǎng)包括引進(jìn)豬和飼料含有的氮磷總量以及離開(kāi)豬場(chǎng)包括出售的豬和向大田施肥糞便中含有的氮磷總量，二者必須平衡，若不平衡，將被罰款。

2 減少空氣污染物的方法

氨氣的排放與排放面積呈線性相關(guān)，養(yǎng)豬場(chǎng)通常將漏縫地板下的積糞池設(shè)計(jì)為兩邊傾斜的形狀 （圖2），以減少氨氣的排放面積。越來(lái)越多的豬場(chǎng)使用空氣過(guò)濾器以減少粉塵、氨氣和臭氣等。過(guò)濾器由1～3部分組成，第一部分主要用來(lái)減少粉塵 （圖3），第二部分采用噴灑硫酸溶液去除氨氣 （圖4），第三部分由樹(shù)根切成的刨花組成 （圖5），以除去臭氣。空氣過(guò)濾器通常安裝在通風(fēng)管道的出口處。

3 歐洲的動(dòng)物福利立法

歐盟理事會(huì)1998年7月20日第98/58/EC號(hào)指令規(guī)定動(dòng)物的福利狀況總的原則，也就是五個(gè)自由，即動(dòng)物有免受饑餓和饑渴的自由；有享受舒適的自由；有免受傷害、痛苦、疾病的自由；有表達(dá)正常行為的自由；有免受恐懼和焦慮的自由。依據(jù)總原則，歐盟理事會(huì)第2008-120-EC號(hào)指令關(guān)于制定保護(hù)豬的最低標(biāo)準(zhǔn)對(duì)豬的最小生活空間做出了規(guī)定。不同生長(zhǎng)階段的豬對(duì)生活空間的要求不同 （表1）。群養(yǎng)的后備母豬和母豬最小的生活空間分別為1.64 m2和2.25 m2，當(dāng)豬群小于6頭時(shí)，需在這個(gè)基礎(chǔ)上增加10%，小于40頭時(shí)，可以在此基礎(chǔ)上縮小10%。除了這些立法，歐盟理事會(huì)還會(huì)定期檢查動(dòng)物福利的執(zhí)行情況，成員國(guó)至少每?jī)赡陞R報(bào)一次具體檢查的情況以及檢查的數(shù)量。如果豬從歐盟成員國(guó)以外的國(guó)家引進(jìn)，必須有相應(yīng)的證據(jù)證明這頭豬在進(jìn)口之前經(jīng)過(guò)相類似的或更好的飼養(yǎng)方式。為了使這個(gè)指令能統(tǒng)一執(zhí)行，歐盟委員會(huì)的獸醫(yī)專家還會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。歐盟各個(gè)成員國(guó)可以根據(jù)實(shí)際情況增加一些內(nèi)容，由于受到社會(huì)各方面的壓力，歐盟成員國(guó)都在采取措施進(jìn)一步提高動(dòng)物福利。

表1 豬的最小生活空間

4 福利和環(huán)境友好型飼養(yǎng)系統(tǒng)

4.1 加拿大生長(zhǎng)育肥豬墊料系統(tǒng)

這項(xiàng)系統(tǒng)由加拿大研制而成，2002年前引進(jìn)荷蘭。該系統(tǒng)要求每個(gè)養(yǎng)豬位每年提供鋸屑0.7～0.8 m3。通過(guò)與漏縫地板系統(tǒng)比較，發(fā)現(xiàn)加拿大墊料系統(tǒng)氨氣和甲烷的排放均減少，雖然檢測(cè)到氧化二氮，但檢出量很低 （表2）。

4.2 空懷和妊娠母豬稻草墊料系統(tǒng)

該系統(tǒng)墊料部分用于休息，漏縫地板區(qū)域主要用于采食和排泄。采用此系統(tǒng)每頭豬氨氣的排放從4.2 kg/年降到2.6 kg/年，甲烷和氧化二氮的排放還不是很明確，需要進(jìn)一步研究。此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很重要，另外還需要定期添加稻草。

圖3 除塵部分空氣過(guò)濾器

圖4 除氨氮部分空氣過(guò)濾器

圖5 除臭氣部分空氣過(guò)濾器

4.3 傳輸帶系統(tǒng)

此系統(tǒng)的基本原則就是將糞尿分離，液體部分主要是氨氮和甲烷含量較高，固體部分磷和有機(jī)質(zhì)的含量較高。固體部分可以采用堆肥的方式來(lái)進(jìn)行處理，或在堆肥之前生產(chǎn)沼氣，液體部分采用反滲透的方法進(jìn)行濃縮。傳輸系統(tǒng)建在漏縫地板下，糞尿落在傳輸帶上，尿流走，糞便留在上面，通過(guò)傳輸帶的傳送將糞清理出去。這種系統(tǒng)可用稻草做墊料，可減少氨氣、臭氣和甲烷的排放 （表3）。可見(jiàn)，傳送帶系統(tǒng)可以同時(shí)滿足環(huán)境和福利的要求。

5 結(jié)論

對(duì)豬舍來(lái)說(shuō)，兼顧福利和環(huán)境有多種方法，但至少應(yīng)滿足幾個(gè)要求，即給豬創(chuàng)造一個(gè)很好的生活條件，減少污染物的排放，節(jié)能，制造有價(jià)值的糞肥。

表2 墊料系統(tǒng)的每個(gè)豬位每年的氣體排放量

表3 糞便傳輸帶系統(tǒng)的每個(gè)豬位每年的氣體排放量