兽药在畜禽排泄物中的残留与降解研究进展

药物在环境中的暴露及其生态风险已成为国际上研究的热点,养殖业中大量使用的兽药已成为环境中药物的重要来源之一,动物体使用的兽药绝大部分首先以原药或代谢物的形式在动物排泄物中出现。本文综述了兽药在畜禽排泄物中的残留、降解及其影响因素,并介绍了残留兽药对畜禽排泄物堆肥过程的影响。     

典型河源区畜禽粪便农田施用的环境承载力研究

畜禽粪便作为农业面源污染的主要来源之一,对农田土壤质量及河源区水质安全存在严重威胁。本研究选取东辽河源区东辽县畜禽粪便为研究对象,通过分析其重金属与典型抗生素与产生特征,阐明了畜禽粪便农田施用的环境承载力及应对措施。结果表明:畜禽粪便中重金属Cu、Zn含量最高,四环素类抗生素中金霉素残留最高,猪粪中含量高于鸡粪和牛粪。假设河源区东辽县当年产生畜禽粪便全部还田,以重金属背景值为参照,单因子污染指数均大于1小于2,达到轻度污染水平,重金属综合污染指数为0.97,达到警示污染水平;畜禽粪便安全施用年限为100年时,旱田、水田最小施用半径分别为233 m、44.5 m,与最大可施用半径比值均为0.25。而抗生素生态风险值均小于0.01,无生态风险。因此,畜禽粪便农田施用前需对重金属Cu、Zn、Hg采取无害化处理。     

抗生素在土壤中的吸附行为研究进展

抗生素是畜禽养殖和水产养殖中常用的一类化学品,其使用量大,体内代谢率低,可通过畜禽粪便的农业施用直接进入土壤环境,在土壤中易残留,富集到一定水平就可能影响生态健康和安全.目前,抗生素污染最令人类担忧的风险是抗性基因和抗性病菌的滋生和传播.抗生素在土壤中的吸附作用是影响其持留、分布、迁移、转化及最终归趋的关键过程.本文选择四环素类、磺胺类、大环内酯类和喹诺酮类4类常用抗生素,论述了pH值、离子强度和金属离子、有机质以及其他土壤理化性质等因素对其吸附的影响,并对抗生素在土壤中的吸附机理进行了初步的探讨.     

黑龙江省畜禽养殖环境承载能力分析及预测

运用系统分析方法及灰色预测模型,对黑龙江省畜禽养殖环境承载能力进行了分析和预测.分析结果表明,目前黑龙江省畜禽养殖环境承载能力较强,但呈现明显的下降趋势.按目前的模式和速度发展,如不对畜禽排泄物进行任何处理,预测至2015年,黑龙江省畜禽养殖环境承载能力下降至警戒值以下;如果将70%的畜禽排泄物转化为能源、饲料、肥料等,预测黑龙江省畜禽养殖环境承载能力下降至警戒值以下的年份为2017年.因此,畜禽排泄物污染问题对于黑龙江省这样一个自然资源丰富的畜牧大省仍是一个必须重视的问题.     

畜禽养殖废弃物对环境的影响

随着畜禽养殖规模的逐步扩大和标准化水平的不断提高,生产过程中产生的大量排泄物对环境的污染以及养殖废弃物造成的环境污染问题十分严重。基于此,应从建立完善法律法规管理体系、促进畜禽养殖产生粪便和污水的处理、加强畜禽养殖业环境管理等方面入手,探讨畜禽生产中如何搞好环境保护,走高科技、高效益、低消耗、低污染的新型畜牧业发展道路。     

洞庭湖区畜禽粪便中氮素污染及其环境成本

畜禽养殖在保障肉食供应、改善居民生活、增加农民收入等方面发挥着重要作用,但是畜禽粪便中的氮素也给环境造成严重污染,加强畜禽粪便氮素污染及其环境成本研究有重要意义。该研究以湖南洞庭湖区为对象,从耕地、水体、大气3个方面估算了该区域畜禽粪便的氮素污染及其环境成本。结果表明,2006年湖南洞庭湖区畜禽粪便中的氮素养分为18.99 万t,粪便中氮素污染的环境成本为8.77亿元,其中对农田、水体、大气污染的环境成本分别为2.32 亿元、4.81亿元、1.64 亿元。畜禽粪便氮素养分所产生的环境污染问题已经不容忽视。     

有机肥施用对农产品质量安全及土壤环境的影响研究

由于畜禽业向规模化、集约化发展,畜禽粪尿等排泄物因饲料中违规添加、排泄物处理工艺落后、使用方式等因素,对产地环境、农产品质量安全造成的污染风险日趋严重。本文从有机肥行业现状出发,综述有机肥施用对农产品及土壤的影响。结果表明,有机肥对改善土壤理化性质,优化深层土壤肥力,促进农产品产量、改善农产品品质等具有一定的正面影响,但不合理施用可能造成农产品及土壤等农田环境中的重金属、抗生素、兽药等风险因子累积残留。根据文献综述及初步采样验证结果,建议(1)开发有机肥、农产品、土壤等中的抗生素检测方法,并制定植物农产品中抗生素残留限量标准;(2)对于部分种植面积较大的农产品,制定专用有机肥的重金属限量标准;(3)优化有机肥的生产工艺,进行风险因子减量的技术研究与应用;(4)对于长期施用有机肥,应注意开展监测评估,明确其安全施用年限及施用量,并采取相应种植制度调整。     

江苏省畜禽粪便污染现状及其风险评价

采用2004年畜禽养殖量数据,利用各类畜禽粪便日排泄系数估算畜禽粪便量,在此基础上计算江苏省各地畜禽粪便农田负荷量,并对各地畜禽粪便污染现状进行评价。结果显示,江苏省畜禽粪便年产生量已达6825万t;畜禽粪便农田年负荷量平均为14.9 t/hm2,污染风险指数平均为0.33,南通、盐城与徐州3市超过环境预警值,属污染最严重区;受养殖业布局的影响,全省畜禽粪便污染严重地区大多靠近水体,对江苏省水环境质量产生威胁。     

鄱阳湖生态经济区畜禽养殖土壤环境承载力及污染风险研究

[目的]测算和评价鄱阳湖生态经济区畜禽养殖过程中的土壤环境承载力及其污染风险,为合理规划鄱阳湖生态经济区畜禽养殖空间布局、实现可持续养殖提供参考。[方法]利用2000—2012年鄱阳湖生态经济区24个县(市)的统计数据进行土壤环境承载力及畜禽污染物排放量的测算和评估。[结果]2000—2012年鄱阳湖生态经济区畜禽粪便耕地负荷警报值在0.7左右,总氮耕地负载警报值为0.5~0.6,总磷耕地负载警报值超过了1,畜禽养殖对环境造成了污染威胁。畜禽养殖污染风险较高的地区为高安市、东乡县、余江县、德安县以及南昌县。[结论]污染风险较高的地区应强制实行畜禽养殖总量控制和污染物消减措施,而湖口县、都昌县和彭泽县畜禽污染风险较低,可以适当扩大养殖规模。     

我国畜禽粪肥还田对农田土壤抗性基因积累的影响综述

畜禽养殖粪肥还田导致抗生素及抗性基因(ARGs)在农田土壤中的残留与传播,农作物及土壤动物亦受到影响。论文以长期施用粪肥的农田为主要研究对象,在充分的文献阅读基础上,阐述了我国畜禽养殖粪肥所导致的农田生态系统中ARGs的残留情况,重点分析了我国农田土壤中ARGs的污染扩散程度以及粪源ARGs的传播路径,概述了粪肥种类和预处理技术等粪肥条件对还田土壤中ARGs水平的影响,并对后续研究提出了建议和展望。     

2002－2009年中国规模化畜禽养殖量区域差异及政策建议

为了研究中国规模化畜禽养殖业区域差异规律,该文从2002-2009年分省畜牧统计数据计算的标准规模化养殖量出发,采用锡尔指数方法对中国规模化畜禽养殖量的区域差异进行分析,同时进行区间和区内差异的分解。研究表明,2002-2009年中国规模化畜禽养殖量总体上呈上升趋势,上升幅度逐步增大,且以2006年为界,分为2002-2006年的慢速增长阶段和2007-2009年的快速增长阶段。慢速增长阶段的总体差异缩小,快速增长阶段的总体差异扩大。在而整个时段内,区内差异分化显著,区间差异略微缩小。基于区域差异研究,并根据规模化畜禽养殖业的发展和区内差异贡献率的分析,建议六大区针对规模化畜禽养殖业采取不同的政策策略。     

基于改进型支持度函数的畜禽养殖物联网数据融合方法

物联网技术已广泛应用在畜禽养殖中,针对畜禽养殖物联网中数据异常实时检测以及多源感知数据融合的需求,该文提出了一种畜禽养殖物联网数据融合模型。首先对传感器采集到的原始数据进行一致性检测,确保数据准确性;其次针对来自同类型传感器的多源同构数据,采用基于改进型支持度函数的加权算法进行数据融合处理,提高融合数据准确度;最后根据畜禽养殖物联网编码规则和数据组织格式,对畜禽养殖过程中的异构感知数据进行统一描述并转换为标准数据格式,为数据分析和应用提供数据基础。该文采用实际生产中的生猪养殖物联网数据进行试验,结果表明:在数据一致性检测阶段,异常数据检测率为96.67%,保证了数据质量;在多源同构数据融合计算中,该文提出的改进型支持度函数与高斯型、新型2种支持度函数相比融合方差最小,为0.192 5,能够有效提高数据融合准确度,满足畜禽养殖物联网数据分析要求。     

小兴安岭典型农田生产-畜禽养殖系统氮素流动特征

为了解小兴安岭地区农田生产-畜禽养殖系统氮素投入与利用情况,以伊春市带岭区为研究区域,采用物质流分析方法,分析了2007~2015年该区氮素输入、迁移、转化和输出过程,核算了该地区农田生产与畜禽养殖氮素流动通量、流动效率及环境负荷。结果表明：2007~2015年带岭区农田生产系统与畜禽养殖系统单位面积氮素流动通量均呈上升趋势,且在2007~2012年上升幅度较大；畜禽养殖数量、农作物种植结构是影响带岭区氮素流动通量的重要因素；农田生产系统氮素利用率平均为64%,作物能较有效利用氮素；畜禽养殖系统氮素利用率约为19%,存在着较大提升空间；带岭区环境氮负荷呈现逐年增加趋势,畜禽养殖数量增加过快,粪尿氮素损失是环境氮负荷增加的主要原因。建议加强畜禽养殖科学管理,合理控制养殖规模,提高粪尿利用率,同时尽可能减少化肥氮投入,促进农田生产-畜禽养殖系统向高效、可持续方向发展。     

湖北省秸秆和畜禽粪污还田化肥替减潜力与环境承载力分析

湖北省畜禽业规模化养殖水平显著提高,秸秆资源量逐年提升,农业废弃物还田不仅可以减少农业面源污染,还可以减少化肥施用。该文将湖北省分为5个种植区域（即鄂东南低山丘陵区、鄂北低山丘岗区、鄂西北山地区、鄂中平原区以及鄂西南山地区）。基于2019年－2020年统计数据,收集不同区域主要畜禽（猪、肉牛、奶牛、羊、肉鸡、蛋鸡）的存栏量、出栏量以及饲养周期,主要农作物种植面积和经济产量,计算湖北省畜禽粪污的养分供给量,评估不同区域的畜禽养殖现状是否超过土地承载畜禽粪污的最大容许数量。根据不同农作物的草谷比以及秸秆养分含量,计算出湖北省农作物秸秆的养分资源量以及养分还田量。湖北省不同区域畜禽养殖量均未超出当地最大承载容纳量,其中鄂北地区的土地承载力指数最高,达到了0.35～0.78,鄂中地区的土地承载力指数仅在0.17～0.54,有较大的空间来发展畜禽养殖业。2019年湖北省畜禽粪污养分资源量分别为36.89万t N、14.03万t P2O5、52.06万t K2O。按照畜禽粪污肥料化还田率65%计算,畜禽粪肥的养分还田总量分别为23.98万t N、9.12万t P2O5、33.70万t K2O,理论可替减化肥比例分别为17.3%、11.9%、56.2%。湖北省主要农作物秸秆资源总量以鄂中地区秸秆资源量最高,鄂西北地区最低。当前湖北省秸秆养分资源为31.07万t N、9.98万t P2O5、68.30万t K2O,理论可替减化肥比例分别为22.5%、13.1%、114.0%。湖北省主要农业废弃物还田理论可基本满足主要农作物的钾素需求,实现氮肥消费量减少39.8%、磷肥消费量减少25.0%。该文通过计算湖北省主要农业废弃物（畜禽粪污、秸秆）的养分资源量,评估农业废弃物还田的化肥可替减潜力以及畜禽粪污土地承载力,为湖北省农业绿色发展提供理论依据和数据支撑。     

机械化对蛋鸡规模养殖技术效率的影响

机械化是实现畜禽养殖规模化的基础,同时也是提升畜禽养殖效率的动力源泉,开展有关机械化对畜禽养殖技术效率影响的研究对提升中国畜禽养殖水平、实现畜禽养殖现代化和规模化具有重要意义。该文以蛋鸡为例,利用中国5个鸡蛋主产省份蛋鸡规模养殖户的实地调研数据,采用数量分析方法研究了机械化对蛋鸡养殖技术效率的影响。研究表明,虽然目前规模养殖户蛋鸡养殖的机械化水平较低,但机械化有效提升了蛋鸡规模养殖技术效率,体现出了机械化在提升蛋鸡养殖综合技术效率、纯技术效率上的优势;户主受教育程度、是否参加过养殖培训、养殖规模对蛋鸡养殖的技术效率具有显著的正向影响,而从事蛋鸡养殖的劳动力数量对蛋鸡养殖技术效率具有显著的负向影响。此外,规模养殖户蛋鸡养殖技术效率存在显著的地区差异。     

重庆市规模化畜禽养殖氨排放特征及减排策略研究

随着空气质量和畜禽养殖污染问题日益严峻,快速发展的规模化畜禽养殖面临的环境压力不断增大,明确规模化畜禽养殖的氨排放量及其排放特征,可为大气环境管理和畜禽养殖污染防治提供科学依据及对策。本文根据重庆市规模化畜禽养殖业氨排放系数和活动水平数据,估算了重庆市2013年规模化畜禽养殖业氨排放量,分析氨排放特征,并探讨了相应的氨减排措施。结果表明,2013年重庆市规模化畜禽养殖氨排放总量为17 102.92 t,排放强度为0.21 t·km~(-2);合川、丰都和潼南依次是规模化畜禽养殖业氨排放量最大的3个区县,排放份额共占总排放量的30.19%;从空间分布特征来看,璧山区为氨排放强度最大的区县,其排放强度为1.17 t·km~(-2),氨排放强度最小的是城口县,为0.01 t·km~(-2);在全局空间区域上,重庆市规模化畜禽养殖氨排放空间分布存在显著的空间正相关;局部空间区域上有4个区县呈现"高-高"类型区,5个区县呈现"低-低"类型区,没有出现"高-低"或"低-高"类型区。规模化生猪养殖是重庆市畜禽养殖业最大的氨排放贡献源,排放量达9 538.63 t,贡献率为55.80%;其次是蛋鸡,其贡献率为15.87%。畜禽在圈舍、储存管理和后续利用(施肥)3个阶段的氨排放量不同,家禽在圈舍阶段的氨排放贡献率均超过60%,其次是后续利用(施肥)阶段,尿粪储存阶段氨排放量最小;家畜氨排放贡献率最高的是后续利用(施肥)阶段,其次是圈舍内的排放,储存阶段释放的氨量很少。奶牛养殖是减排的重点控制源,规模化畜禽养殖主要减排措施包括低氮饲料喂养、畜舍改造、粪便加盖或密封以及粪肥注施等。     

泛种养结合视角下北京市养殖业土地承载力评估

种养结合是中国未来农业绿色发展的重要方向。其中,对畜禽粪污的土地承载力的准确估算是关键。针对北京市畜禽粪污消纳的土地没有充分利用及其氮磷需求取值不够准确的问题,该研究根据畜禽养殖数据计算了2018年北京畜禽养殖粪污产生量和氮磷养分资源量,以粮地、菜地、园地、部分林地、草地及未利用土地6种地类作为畜禽粪污的消纳场所,利用统计年鉴和ArcGIS估算了6种类型的土地资源量,根据文献综合分析了各地类单位面积的氮磷养分需求量,进而计算了北京市域内畜禽养殖业的土地承载力。结果表明：2018年北京市畜禽养殖总量为453万头猪当量,畜禽粪污产生总量为380.1万t,氮磷养分资源量分别为2.61万及0.53万t。在有机肥全部替代化肥的情况下,仅以耕地（粮地、菜地）作为畜禽粪污的消纳场所,则全市种植业土地能够承载的最大养殖量为675万头猪当量;若以6种土地类型作为畜禽粪污的消纳场所,则为1 089万头猪当量,是仅以耕地作为消纳场所的1.61倍。若有机肥50%替代化肥,仅以耕地为畜禽粪污消纳场所,土地承载力为337.6万头猪当量,则2018年的养殖规模已经超过耕地承载力。若以6种土地作为消纳场所,其土地承载力为544.5万头猪当量,与现养殖规模相比还有20.1%的养殖潜力。因此,在环境保护的前提下促进养殖业的发展,一是要扩大有机肥对化肥的替代比例,二是要将更多的可作为畜禽粪污消纳的土地类型加以充分利用。     

重庆市畜禽粪污的区域分布及其水环境响应特征分析

为解决常见畜禽养殖排污量估算方法存在的缺陷和核实重庆市畜禽养殖目前污染状况,在调研当地畜禽养殖业及其排放状况的基础上,提出计算规模化养殖场排污量的校正方法,核算在现有治污模式下的典型畜禽排污量;以重庆市五大功能区为研究对象,基于不同水环境功能区划,采用等标污染负荷比法,研究了化学需氧量(CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)等标排放量的功能区分布及其潜在水环境响应特征,进而确定了畜禽养殖业主要污染区域和主要污染物,为重庆市不同功能区的产业发展和环境保护提供决策依据。结果表明,重庆市2013年畜禽养殖量为411.81万猪当量,粪便、尿、CODCr、TN、TP实物排放量分别为2.27×106 t、1.66×106 t、3.03×104 t、0.72×104 t和1.87×104 t。CODCr、TN、TP等标排放量分别为1.44×109 m3、7.94×109 m3和1.02×1011 m3。主要污染区域为城市发展新区和渝东北生态涵养发展区,主要污染物为TP,且重庆市畜禽养殖业的发展与功能区划有着显著相关关系。因畜禽养殖污染引起的全市水环境水质综合指数在0.22~4.12。城市发展新区和渝东北生态涵养发展区的水质超过标准,其余功能区均未超标。     

规模化肉牛场粪污收集与堆肥处理工艺设计

针对规模化肉牛场粪污的收集与处理问题,以干清粪工艺为研究对象,总结归纳了规模化肉牛场粪污收集量的计算公式,并以1万头肉牛养殖场为例计算了粪污的产生和收集量,在此基础上选取了堆肥技术处理牛粪,进行了牛粪堆肥处理工艺设计。结果表明:干清粪工艺下规模化肉牛场粪污收集量可由公式直接算出,粪污收集率系数为0.83。养殖规模为1万头的肉牛养殖场,每天的粪尿收集量为150 t,含水率为82%。日处理210 t原料(牛粪150 t+辅料60 t,含水率60%),可产生含水率35%的堆肥产品93.04 t;堆肥项目主要土建工程占地面积为17 738 m2,采用连续动态好氧堆肥处理工艺和配套设备后,实现了整个系统的自动化运行。