孫培明唐 宏
(1臨沂大學生命科學學院,山東臨沂276000;2山東省莒南縣畜牧局,山東莒南276500)
病死豬無害化處理技術綜合性分析與討論
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(1臨沂大學生命科學學院,山東臨沂276000;2山東省莒南縣畜牧局,山東莒南276500)
摘要:病死豬具有多種危害,可引起疫病擴散,還會威脅到動物食品安全和生態環境安全,它的無害化處理對于我國養豬業的可持續發展具有重要意義。現在,病死豬的無害化處理已經成為我國養豬業發展的一大難題,無害化處理技術是一個重要瓶頸。本文總結了病死豬無害化處理技術的發展現狀和要求,分析了焚燒法等五種處理技術的優缺點,并討論了病死豬無害化處理技術在我國現階段的應用狀況,為今后我國病死豬無害化處理工作提供參考。
關鍵詞:病死豬;危害;無害化處理技術;應用
病死動物無害化處理,是指用物理、化學等方法處理病死動物尸體及相關動物產品,消滅其所攜帶的病原微生物,消除動物尸體危害的過程[1]。根據這個概念,病死豬無害化處理應具有兩個目標:一是消滅病原微生物;二是消除尸體危害。這兩個目標是與消滅病死豬的危害相對應的,病死豬的危害主要涉及三方面內容,即動物疫病傳播,動物食品安全和生態環境安全,其中消滅病原微生物主要與動物疫病傳播相對應,消除尸體危害主要與動物食品安全和生態環境安全相對應[2]。當前我國病死豬無害化處理工作取得了很大成績,但依然存在許多問題與隱患,既有技術問題又有管理問題,還有人力、物力和財力的問題。由于病死豬無害化處理涉及問題較多,在實施過程中一些工作很難落到實處,所以病死豬無害化處理仍是養豬業發展急需破解的難題之一[3]。本文主要從病死豬無害化處理技術入手,總結了無害化處理技術的發展現狀和要求,分析了各類處理技術的優缺點,并討論了病死豬無害化處理技術在我國現階段的應用狀況,為今后我國病死豬無害化處理工作提供參考。
根據中華人民共和國農業部頒布的《病死動物無害化處理技術規范》(農醫發〔2013〕34號),我國病死動物無害化處理技術主要包括四類,即焚燒法、化制法、掩埋法和發酵法,其中焚燒法包括直接焚燒法和炭化焚燒法,化制法包括干化法和濕化法,掩埋法包括直接掩埋法和化尸窖,而發酵法沒有細分。《病死動物無害化處理技術規范》總共介紹了7種無害化處理技術,這些技術各有特點,每種技術都有獨特的技術工藝和不同的注意事項。以上技術在病死豬無害化處理中都有應用,但都有一定的局限性,不能滿足實際生產的需要,所以近幾年出現了一些新型的病死豬無害化處理技術。
新型病死豬無害化處理技術多數是在原有技術的基礎上發展而來,一般需要特殊的設施設備,雖然在消滅病原微生物、環保、資源利用等方面可以取得更好的處理效果,但主要缺點是設施設備投入成本較高。這些新型病死豬無害化處理技術包括:滾筒式生物降解法、高溫生物無害化處理一體機法、高溫生物降解法等,其中高溫生物降解法最受關注,引起業內人士的高度重視。例如,全國畜牧總站和北京愛牧技術開發有限公司歷經4年多時間共同研發完成的高溫與生物降解復合無害化處理技術,該技術被業內專家認為達到國際先進水平,符合產業發展方向,填補了國內外無害化處理技術空白[3]。自2010年以來,該項技術已在北京、湖北、海南、重慶等地示范應用,取得了較好效果,被認為是當前病死豬無害化處理的理想替代技術。
根據病死豬無害化處理的兩個目標,無害化處理技術既要有效消滅病原微生物,又要環保,不產生二次污染,這是今后無害化處理技術發展的基本要求,但僅這兩點是遠遠不夠的。無害化處理技術要與實際生產接軌,不僅要看無害化處理的效果,還要看實用性,尤其是處理成本,如果無害化處理成本過高,勢必在生產中難以推廣應用。養豬業屬于低附加值的行業,經營者必須考慮各種生產成本,高效的無害化處理技術需要實現資源循環利用,以提高廢物的附加值和降低無害化處理成本[4]。綜上所述,理想的病死豬無害化處理技術應主要滿足以下四點要求:有效消滅病原微生物、環保無污染、資源循環利用、處理成本低,目前為止國內外還沒有出現這樣的無害化處理技術。
單純從技術的角度分析,可以較好地實現有效消滅病原微生物、環保無污染和資源循環利用三點要求,但很難同時滿足處理成本低這一要求,成本過高是當前我國病死豬無害化處理技術發展的主要障礙之一。我國無害化處理技術發展相對滯后,雖然取得了一定的成績,如高溫生物降解技術,但離真正的實際生產還有一定距離,技術突破成為病死豬無害化處理的一個瓶頸,所以現階段病死豬無害化處理絕不是單純地可以依靠技術就能解決的[5]。除了技術發展之外,還需要職能部門監管、政府財政補貼、專業公司運營等多方面的協同作用,只有這樣病死豬無害化處理才能取得理想效果。2013年,國家啟動病死動物無害化處理長效機制試點工作,確定“政府主導、市場運作、統籌規劃、因地制宜,財政補助、保險聯動”的原則,選擇北京、浙江、江蘇、山東等19個省208個縣(市、區)作為試點縣,進行病死動物無害化處理長效機制的改革試點,探索通過機制改革來破解這個畜牧業發展難題。
3.1焚燒法分析
焚燒法是指在焚燒容器內,使動物尸體及相關動物產品在富氧或無氧條件下進行氧化反應或熱解反應的方法,最后把病死動物變為灰渣,本文以無害化焚燒爐為例分析其優缺點。其優點是可以徹底消滅病原微生物,效果非??煽浚瑫r實現病死豬減量化。其缺點主要有三個:一個是環保問題,第二個是成本問題,第三個是資源循環利用問題。環保問題主要是焚燒過程產生二次污染,因為處理時排放大量污染物,這些污染物是其他方法的9倍以上,包括灰塵、一氧化碳、氮氧化物、酸性氣體等,還會產生明顯的惡臭味,會對生態環境造成極壞的影響;以處理量為50~100 kg的無害化焚燒爐為例,購買設備約7萬元,而處理量達10噸的集中處理設施,售價在100萬~200萬元不等,另外需對煙氣污染物等進行環保處理,會進一步增加處理成本,可見無害化焚燒爐處理病死豬的成本是非常高的[6]。無害化焚燒爐處理的病死豬最后變成少量殘渣,無法實現資源的循環利用,不能增加廢物的附加值。
由于焚燒法可以徹底消滅病原微生物,效果確實可靠,所以目前對確認患豬瘟、口蹄疫、急性豬丹毒、炭疽、結核等烈性傳染病或重點動物傳染病的病死豬,常采用此方法。但因為焚燒法缺點非常明顯,所以國內外的使用急劇減少,將逐漸被其他方法替代。
3.2化制法分析
化制法是指在密閉的高壓容器內,通過向容器夾層或容器通入高溫飽和蒸汽,在干熱、壓力或高溫、壓力的作用下,處理動物尸體及相關動物產品的方法,最后病死動物可制成工業用油,殘渣制成蛋白質飼料或肥料。其優點主要有兩個:第一是可以徹底消滅病原微生物;第二個是實現資源循環利用,處理后形成的工業用油、蛋白質飼料或有機肥都可利用,此外還具有操作簡單和處理能力強等優點[6]。其缺點主要有兩個:第一個是環保問題;第二是成本問題。環保問題主要是處理過程中產生惡臭氣體(異味明顯)和廢水,對生態環境造成負面影響。成本問題主要是設備價格昂貴,如日處理能力不超過10噸的化制設備,全部投入需2 000萬元以上,其中設備占60%以上[2]。此外,化制法對容器的要求很高,應用過程中存在一定的安全性問題。
化制法具有一定的優勢,但由于設備價格高,需要專業化公司運作,所以這種方法只適用于國家或地區集中定點的病死豬無害化處理場所。荷蘭、德國、瑞士等部分發達國家擁有比較成熟的技術、設備和運營方式,采用“政府+公司”的模式,建立病死動物無害化處理公司,取得良好的處理效果[7],而我國臺灣地區的集中處理模式也主要選用了化制法。我國目前還沒有建立和健全利用化制法處理病死豬的運營機制,這將是我國病死動物無害化處理長效機制試點工作的一個重要內容。
3.3掩埋法分析
掩埋法是指按照相關規定,將動物尸體及相關動物產品投入化尸窖或掩埋坑中并覆蓋、消毒,發酵或分解動物尸體及相關動物產品的方法,最后病死動物腐爛降解。其優點主要有三個:一是可以有效消滅病原微生物,但不適用于處理患有炭疽等芽胞桿菌類疫病的病死豬;二是處理成本低,不用配備大型設施設備,運行費用低;三是操作較簡便。其缺點主要有兩個:第一是環保問題;第二是資源循環利用問題。環保問題主要是處理不當容易造成土壤及地下水的污染,此法對掩埋地有較高要求,要求應遠離公共場所、動物飼養和屠宰場所、飲用水源地等,僅適用于地下水位低的地區,導致處理地點難以尋找和處理程序復雜[7]。掩埋法處理的病死豬最后完全腐爛降解,無法實現資源循環利用,不能提高廢物的附加值。此外,掩埋法處理病死豬所需的時間較長,需定期對處理設施進行檢查,后期管理難度較高。
由于掩埋法是一種可靠、簡便、經濟的病死豬無害化處理辦法,所以國內養豬場普遍選用,尤其是中小規模的養豬場。但因為掩埋法的環境污染、無法資源循環利用的缺點,特別是掩埋地選擇和后期管理的難題,所以國內外的使用明顯的減少,應用范圍將越來越窄,其中歐盟已經禁用此法。
3.4發酵法分析
發酵法是指將動物尸體及相關動物產品與稻糠、木屑等輔料按要求擺放,利用動物尸體及相關動物產品產生的生物熱或加入特定生物制劑,發酵或分解動物尸體及相關動物產品的方法,最后把病死動物變為有機肥源,本文以堆肥處理法為例分析其優缺點。其優點主要有三個:第一是環保無污染,處理過程為耗氧反應,臭味小,不污染水源;第二是實現資源循環利用,處理后形成的有機肥源可用于種植業,提高了廢物的附加值;第三個是處理成本低,不需配備大型設施設備[8]。其缺點主要有兩個:第一是消滅病原微生物效果不確實,效果僅靠感覺判斷而不精準,處理過程的翻堆還可能導致病原微生物的擴散;第二是處理時間較長,約3個月,期間需要進行翻堆,工作量相對較大,處理能力有限[6]。
由于發酵法是一種環保、簡便、經濟、有效的病死豬無害化處理辦法,所以受到國內外廣大養豬場的喜愛,尤其是中小規模的養豬場。我國利用發酵法處理病死豬的時間不長,技術上仍存在一些不足,尤其是消滅病原微生物的效果不確實的問題,所以提高微生物殺滅效果和確認其生物安全性有待進一步研究,此法也未被歐盟列為病死動物處理法定方法[8]。但是發酵法可以同時達到無害化處理和廉價的要求,符合環境保護與資源再生的理念,是今后病死豬無害化處理的一個重要發展方向。
3.5新型處理技術——高溫生物降解法分析
高溫生物降解法是在密閉環境中,通過高溫滅菌,配合好氧生物降解處理動物尸體及相關動物產品的方法,最后把病死動物變為優質有機肥原料。其優點主要有三個:第一是可以徹底消滅病原微生物,高溫發酵雙重作用,效果更加可靠;第二是環保無污染,處理過程無惡臭氣味產生,無廢水排放;第三是實現資源循環利用,處理后形成的有機肥原料可加工成有機肥料,提高了廢物的附加值。此外還具有操作較簡便、處理能力強等優點[9]。其缺點主要有一個,即處理成本偏高,因為需要配備專門的機械設備,例如1萬~5萬頭處理量的設備大概需要花費20萬~30萬元,另外后續菌種和電力的消耗也會增大處理成本[3]。
高溫生物降解法是在原發酵法基礎上發展而成,它基本保留了原發酵法的優點,又克服了原發酵法的主要缺點,所以高溫生物降解法具有明顯的優勢。由于整套設備的價格較高,所以影響了其推廣應用,但它仍是當前生產中最實用的技術,尤其在規?;B豬場,適合進行大面積的推廣,是今后病死豬無害化處理的主要發展方向,此法在北美、歐洲、日本等國家也得到越來越多的應用。
目前,我國的養豬方式正由千家萬戶分散飼養為主,轉向規模化集約化飼養為主,這種趨勢越來越明顯,是我國養豬業發展的必然選擇。但在當前階段,小型豬場和散養戶仍占較大比重,約占總戶數的60%以上,這些場(戶)分布面廣且零散,設施條件和技術水平相對較差,導致病死豬的發生率較高,而且有些養殖戶法律意識淡薄,對病死豬無害化處理的認識嚴重不足,這是我國病死豬無害化處理面對的一個主要難題[10]。相關研究認為我國病死豬無害化處理主要涉及三方面內容:第一,規模養豬場、屠宰加工廠等就地處理,做到有病死豬不出場(廠);第二,農村散養戶的相對集中處理,做到病死豬不出鄉鎮或至少不出縣;第三,中小型無害化處理場的集中處理,滿足對重大動物疫情處理的需要[3]。規模養豬場和農村散養戶的無害化處理顯得尤為重要,是我國病死豬無害化處理的重點,而農村散養戶更是難點。此外,不同疫病引起的病死豬無害化處理要求是不同的,應區別處理,這也是病死豬無害化處理涉及的一個內容。
根據上述的病死豬無害化處理技術分析和我國病死豬無害化處理涉及內容,可以看出,不同層面對無害化處理技術的要求是有差異的,各層面需要相對應的無害化處理技術。如規?;i場無害化處理技術不僅要求處理效果好,還需要經濟實用,所以高溫生物降解法比較適合;集中無害化處理技術除了要求處理效果好之外,還需要較大的處理規模,所以化制法比較適合,因此,高溫生物降解法和化制法最有可能成為我國病死豬無害化處理的主要方法。對于掩埋法,雖然當前國內養豬場普遍選用,尤其是中小規模的養豬場,但應用范圍將越來越窄;對于焚燒法,缺點非常明顯,但它是消滅病原微生物最徹底的方法,所以仍會在一些人畜共患病或重大動物疫病中使用。病死豬無害化處理技術應用需要“因地制宜”,而我國無害化處理技術發展相對滯后,現有技術都具有一定的局限性,國家應該大力鼓勵研發創新,突破技術瓶頸,更好地解決這個畜牧業發展難題。
參考文獻
[1]農業部.病死動物無害化處理技術規范[Z]. 2013-10-21.
[2]楊立國,李傳友,熊波,等.動物尸體無害化處理技術應用分析[J].農機科技推廣, 2014(7):36-38.
[3]吳君.如何應用新技術解決無害化處理難題[J].獸醫導刊, 2014(4):64-65.
[4]蘇鐵.病害動物及產品新型無害化處理技術探討與實踐[J].湖南畜牧獸醫, 2014(1):42.
[5]郝鳳佩,孔曉玲,尚斌.死畜禽無害化處理技術及設施設備研究進展[J].中國農業科技導報, 2014, 16(3):96-102.
[6]周開鋒.病死豬無害化處理技術淺析[J].豬業觀察, 2014(2): 87-93.
[7]杜雪晴,廖新俤.病死畜禽無害化處理主要技術與設施[J].中國家禽, 2014, 36(5):45-47.
[8]陶秀萍,董紅敏.畜禽尸體堆肥無害化處理技術現狀[J].現代畜牧獸醫, 2014(7):25-28.
[9]余波,張云,易夢杰,等.病死動物高溫生物降解無害化處理技術推廣應用探討[J].中國豬業, 2014(3):58-60.
[10]孫云娟.病死豬無害化處理情況的調查[J].中國畜牧獸醫文摘, 2014, 30(4):18.
中圖分類號:S851.33;S851.2+3
文獻標識碼:B
文章編號:1673-4645(2015)04-0055-04
收稿日期:2015-01-20
基金項目:山東省自然科學基金項目(Y2007D71)
作者簡介:孫培明(1977-),男,山東諸城人,副教授,主要從事畜禽疫病防治研究