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| 編輯推薦： |
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《畜禽粪便资源化利用新技术》是印遇龙院士团队Z新科研成果，对养殖专业户有效地预防和控制畜禽粪便污染有很大的帮助。
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| 內容簡介： |
我国是世界农业大国，畜牧业是我国农业的重要组成部分，年产值超过2万亿元，占我国GDP的6%。随着规模化、集约化的快速推进，我国畜牧业呈现出养殖污染负荷高、排放达标水平低的态势。畜禽养殖废弃物中COD、总氮、总磷分别占农业污染的98%、37.9%、56.3%，已成为我国农业污染的主要来源。畜禽养殖引发的污染负荷已严重制约我国畜牧业的健康可持续发展，也关乎食品安全、生态安全、人类健康和社会稳定。
目前我国畜禽粪便年产生量约为38亿吨，其中含有大量的金属元素与氮磷，利用率仅为60%左右。按照中央部署和要求，到2020年利用率拟提高到75%，到2030年实现畜禽粪便100%的资源化利用。而我国农作物对畜禽有机肥料需求迫切，目前畜禽粪便只能够满足农作物对有机肥需求的40%。由于饲料中超量添加无机微量元素，导致铜、锌、钙、磷、镁、铁、锰等每年的环境排放量超过10万吨，已对土壤、水体等生态环境构成威胁，而伴随微量元素存在于饲料中的有毒重金属镉、铅等更是一大安全隐患。因此，在满足生猪养殖营养需要量的情况下，合理地降低饲料中的微量元素含量，实现饲料中微量元素的“减量增效”，不仅利于集约化生猪养殖业的发展，同时也能有效降低畜禽粪便中的重金属元素的含量，为种植业提供优良的有机肥来源，维护生态系统的平衡，促进种植业、养殖业的可持续健康发展。
2016年12月习近平总书记指出，加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用，关系到6亿多农村居民生产生活环境，关系到农村能源革命，关系到不断改善土壤地力；治理好农业面源污染，是一件利国利民利长远的大好事。2017年的全国畜禽养殖废弃物资源化利用会议在长沙召开，时任国务院副总理汪洋强调，要认真贯彻落实新发展理念，坚持保供给与保环境并重，坚持政府支持、企业主体、市场化运作，全面推进畜禽养殖废弃物资源化利用，改善农业生态环境，构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局。如何把养殖粪污资源化利用，实现种养结合、变废为宝、消除农业面源污染已成为当务之急。
抓好畜禽养殖废弃物资源化利用，关系到畜产品的有效供给，关系到农村居民生产生活环境改善，是重大的民生工程。本书立足于畜禽粪便污染物“减量化排放、无害化处理、资源化利用”原则，突出前沿性、技术性和可操作性。探索畜禽粪污资源化利用技术、异位发酵床粪污处理技术、源头精准减排与配套技术、微生物巢畜禽粪污处理技术、秸秆资源利用技术、绿狐尾藻生态处理污水技术、粪污原位除臭及资源化利用技术、畜禽粪便污染物沼气处理技术，展示了我国畜禽粪便无害化处理与资源利用的创新成果，其原创性、创新性较强，具有重要的学术价值和文化价值。同时，该成果在我国畜禽粪便无害化处理资源利用处于国内领先水平，对我国提高标准化规模养殖水平，有效地预防和控制畜禽粪便污染具有重要的指导意义。
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| 關於作者： |
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印遇龙 中国科学院亚热带农业生态研究所研究员，中国工程院院士，博士生导师，湖南省科学技术协会第十届全省委员会副主席。长期从事研发高效环保安全猪饲料生产技术及畜禽粪便无害化处理与资源利用研究，并取得重大的创新成果。现已发表各类科研论文200余篇，其中SCI或同类论文40余篇，申请国际、G家级发明专利有20项。
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| 目錄：
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章规模化畜禽养殖污染现状
节国内外农业环境污染问题
第二节国内外畜禽养殖业发展及其环境污染问题
第三节畜禽养殖粪尿排放对环境的影响
第四节规模化畜禽养殖场产生污染的机制与过程
第二章发达国家畜禽粪污无害化处理与资源化利用
节发达国家畜禽养殖业
第二节发达国家畜禽养殖环境问题
第三节发达国家畜禽粪污无害化与资源化技术
第三章畜禽粪便污染物的产生与处理原则
节畜禽粪便污染物产生的分析
第二节畜禽粪便污染物对生态环境的影响
第三节畜禽粪便污染物防治的基本原则
第四章畜禽粪便污染物的减量排放控制技术
节设施技术
第二节饲养技术
第三节臭气污染控制技术
第五章畜禽粪污工艺流程
节有机肥生产工艺流程
第二节粪污三分离治理工艺流程
第三节黑水虻转化畜禽废弃物工艺流程
第六章异位发酵床粪污处理技术
节异位发酵床生产工艺流程
第二节猪场粪污处理工艺流程
第三节异位发酵床处理设备使用方法
第四节异位发酵床粪污处理
第七章源头精准减排与配套技术
节源头精准减排原理与方法
第二节源头精准减排技术与工艺
第三节源头精准减排经济指标与效益分析
第八章微生物巢畜禽粪污处理原理与技术
节微生物巢畜禽粪污处理工艺流程
第二节微生物巢畜禽粪污处理技术
第三节微生物巢畜禽粪污处理案例
第九章秸秆还田的原理与模式
节秸秆还田原理与技术
第二节秸秆还田模式
第三节秸秆还田案例
第十章绿狐尾藻生态处理粪污水原理与技术
节绿狐尾藻生态处理粪污水原理
第二节绿狐尾藻生态处理工艺流程
第三节绿狐尾藻生态处理污水经济效益和社会效益分析
第十一章粪污原位除臭及资源化利用
节粪污原位除臭及资源化利用
第二节粪污原位处理与资源化利用技术应用
第三节技术经济指标
第十二章畜禽粪便污染物沼气处理技术
节畜禽粪便污染物处理技术原理
第二节畜禽粪便污染物沼气处理工艺流程
第三节畜禽粪便污染物沼气处理技术
第四节沼气发酵的条件
第五节沼气发酵物的综合利用
第六节几种不同规模养殖场的沼气工程
章规模化畜禽养殖污染现状
节国内外农业环境污染问题
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| 內容試閱：
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近年来，随着经济和技术的高速发展，我国的农业环境污染问题越来越严重，环境形势日益严峻。如今，我国产业中存在很多不科学的生产方式，而这些生产方式有许多不足。一是影响国内农业的产业效能，降低生产效率；二是对农村生态环境造成了严重的污染。据有关部门报道，目前我国有一半以上农村地区地下水已经受到污染，而归根结底正是因为农业生产过程中排放的“三废”未得到有效处理，影响农业经济发展的同时也威胁着人们生活用水的安全，因此农业环境污染问题已成为亟待解决的大问题。
一、我国农业环境污染现状
我国改革开放至今四十余载，农业经济得到了高速发展，农业经济体系基本实现了从数量型到质量效益型的转型发展，然而，国内农业经济的高速增长很大程度上是由于化学品的大量使用。实际生产中，化学品的使用通常会存在滥用等问题，归根结底是由于我国在化学品相关知识的普及和相关部门监督、管理方面存在不足，从而导致土壤、河流、空气的污染物含量在持续增长，因此我国农业环境污染问题日益严峻。目前，由于我国农业政策的不断完善，工业化污染和城镇化污染已经得到了控制和治理，而由于我国农村用地大、人口稀少导致农村人口密度小，机械化程度较低，环境负载容量较大，致使农业环境污染这一“世纪大问题”一直被大家轻视，所造成的后果也可想而知，农村环境污染区域正由“点状”到“块状”扩大。
由于相关知识储备不足，许多人认为点源污染（有固定排放点）主要就是工业污染及城市生活污染，而农业环境污染就是面源污染（无固定排放点）。准确来说，将农业污染笼统概括为面源污染是不准确的。面源污染是指农业生产过程中化肥、农药的不合理使用，养殖的畜禽排泄物处理不当以及农村生活中产生的污染物，在雨水、人工灌溉、土壤降解的作用下，分散地、微量地污染水体，其污染途径是通过地表径流和地下渗流等方式引起水资源污染。所以，将农业污染完全当作面源污染是不全面的，没有概括出农业污染的本质和全貌。21世纪初，我国农业科学院的众多教授经过多年来的研究首次提出“农业立体污染”这一全新概念。“农业立体污染”是指在实际农业生产过程中化肥和农药的不科学使用、畜禽排泄物不合理排放、农田的废弃物、耕作设备以及“工废农用”等，这一系列污染物造成农业环境中大气、水体、生物、土壤立体交叉污染。因此，这一全新概念的提出深刻地指出农业环境污染源及其危害的严峻性。
二、农业环境污染的危害
1.污染水体
众所周知，农业环境污染会导致水体严重污染，也是水体富营养化的主要污染源。至今，我国至少一半的水域遭到污染，并不同程度上处于富营养化，而沿海地区水域出现“赤潮”这一现象经常可见，并呈上升趋势。“赤潮”危害极大，极易使水体受到严重污染，因此我国的水库、河流、湖泊等水域的富营养化程度加剧，更为严峻的是，这一现象已经危及国内城乡居民饮用水的安全。因此，保护水源成为“人类命运共同体”要务，需要人们去保护所剩无几的淡水资源。
2.污染土壤
为了保护和改善生态环境，防治土壤污染，保障公众健康，推动土壤资源永续利用，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展，2019年《中华人民共和国土壤污染防治法》正式实施，对防治土壤污染相关的规划、标准、普查和监测、预防和保护提出了明确要求，要求加强农药、肥料登记，组织开展农药、肥料对土壤环境影响的安全性评价，禁止向农用地排放重金属或者其他有毒有害物质含量超标的污水、污泥，以及可能造成土壤污染的清淤底泥、矿、矿渣等。国家鼓励和支持农业生产者采取下列措施：①使用低毒、低残留农药以及先进的喷施技术；②使用符合标准的有机肥、高效肥；③采用测土配方施肥技术、生物防治等病虫害绿色防控技术；④使用生物可降解农用薄膜；⑤综合利用秸秆、移出高富集污染物秸秆；⑥按照规定对酸性土壤等进行改良。
3.污染大气
全球科技化所导致的温室效应被各个国家、地区广泛关注，全球变暖、臭氧层破坏正使地球受到前所未有的磨难，而全球气候的急剧变化也正在一步一步侵蚀我们的家园。这些现象的主要原因是温室气体的大量排放，如二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、臭氧（O3）、氢氟氯碳化物类（CFCs，HCFCs，HFCs，）、六氟化硫（SF6）及全氟碳化物（PFCs）等。我国环境检测结果表明其中甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是由于农业生产活动产生的，值得注意的是氧化亚氮（N2O）是由于氮肥消解后在土壤作用、流动转移下产生的，另外，占温室气体绝大部分的甲烷（CH4）主要是由农作物种植和畜禽养殖活动产生的。
4.危害人体
水、土壤、空气对于人类来说是不可或缺的。根据环保部资料可知，我国61%以上饮用水和地下水正遭受污染，790多个农村环境水源质量观测点整理数据表明，我国农村地区的水源正遭受不同程度的污染，由于政策实行不全面，部分农村已达到“一碗米换一碗水”的地步。世界淡水资源紧缺，我国也不例外，农村地区作为主要淡水聚集区域若遭受一定的污染，必将危害我国人民身体健康。据卫生部统计，全国有数以万计的人因为亚硝酸盐、卤代烃进入体内而导致重病或慢性死亡，罪魁祸首正是“水污染”。
5.制约农业经济发展
我国是农业大国，农业占比10%左右，由于农业环境污染造成的经济损失不容小觑。一旦出现农业环境污染，污染程度小的出现农作物减产，质量下降，污染程度大的则会导致传统农作物无法存活。据相关资料显示，我国因为农业环境污染的直接经济损失占农业生产总GDP的51%～102%。近10年来，我国农业经济增长率呈下降趋势，由于农产品质量问题所导致的损失每年约为80亿元，其主要原因是农民过量使用化肥、农药，导致蔬果、牲畜、花卉产量及质量急剧下降。据统计，每年约有900万吨氮肥流失于农田之外，导致农村环境污染，直接经济损失可达200亿元。
三、我国农业环境污染的原因分析
1.外层原因
（1）农药、化肥污染。化肥、农药等的不合理使用，致使我国农业土壤污染问题日趋严重。农药和化肥的危害对我国农业环境造成巨大影响，农业环境安全与生态环境安全正面临前所未有的挑战。单就农药来说，2019年农药使用量达30万吨，相比之下，是20世纪90年代的100倍，相比2018年来说略有下降，但总量仍旧很大，是美国、日本等国家的总和。
（2）畜禽排泄物污染。二十年来，我国畜禽业发展速度迅猛，畜牧业为农业和国民经济作出了重要贡献。禽蛋产量2700多万吨，近20年稳居世界；奶类产量3800万吨，居世界前列，保障了食品需求。但是，有利必有弊，由此造成的粪便污染近年来持续走高，而且我国畜禽粪便产量巨大，也是水污染的主要原因。
（3）农业废弃物污染。在实际农业生产活动中会有大量“三废”的产生，其中包括如农作物的秸秆等。秸秆是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称。通常由水稻、小麦、棉花、甘蔗等农作物（通常为粗粮）产生，是在收获籽实后剩余的部分。秸秆中含有大量的N、P、K等元素、有机质和微量元素，如果不能合理处置很容易造成水、大气、土壤污染。
2.内层原因
（1）粮食安全保障的压力。我国人多耕地少，但是我国伟大的贡献就是仅用世界7%的耕地面积就养活了世界上22%左右的人口。然而国内粮食供求关系压力大，粮食安全保障一直是政府鼓励发展农业政策的核心要求。但是由于城镇化水平的不断提高，人口增长，而且工业、住房用地面积增加，农村耕地面积不断减少，很多田地荒废。为了保证粮食供应链需求和粮食质量安全，高水平、高层次的农业生产投入不断加大，尤其是化肥和农药的使用已成为高产不可避免的一条途径。如果一味地加大化肥、农药的使用量则会造成更大的危害。
（2）城乡二元分割的结构。我国的发展长期存在不平衡的状态，新中国为了谋发展不断出现“重城市轻农村”“重工轻农”的发展战略，经济发展不平衡的同时，环境保护侧重点也受到了不大不小的影响，国家原有政策偏重于城镇化发展而忽略农村经济发展，例如自新中国成立以来，优先发展重工业的领先政策、限制农民转城镇户籍制度，长期以来的环境治理方针和政策、法律法规偏重于城市，对于农村和农业的照顾少之又少。城市人口多，废弃物多才需要治理，而农村人少、工业化程度低则不需要治理，这是十分错误的观点。农村需要发展，中华民族伟大复兴离不开农业的蓬勃发展。近年来，随着城镇化水平的不断提高，许多一线、二线城市将污染物排放量大的企业搬至农村，这样虽一定程度上减轻了城市污染的负担，也释放出一个不好的信号，即一种城市环境日益好转而农村环境污染逐步加重的二元不平衡结构。这一结构客观体现了城市与农村在环境监测、环境保护、环境治理等许多方面存在的明显差距以及城市与农村发展的不平衡性。城市的发展离不开农村振兴，两者只有共同发展，经济产业结构才能健康，国家才会强大。另外，我国需要从上至下制定相关政策，全面改革。农村环境治理体系不健全且从属关系复杂、科技人才匮乏、环保意识差、农产品产业水平低，无法有力实施法律法规、改革创新，执行力不强导致农业环境保护不够全面。乡、镇、县、市不能一体化管理，无法实行对农村环境污染的有效治理和控制，扩大了城乡二元结构，使治理难度增大、成本增加、效果下降。诸多因素导致农村环境污染得不到有效防控。
四、农村环境污染治理对策
1.建立、完善农村环境保护法律法规
农业环境保护需要规章制度来约束，我国应该借鉴国际上成功案例，因地制宜地制定控制化肥、有机肥和农药非点源污染的法律法规，取其先进之处，对症下药，由国务院制定相关的、针对性强的法规体系。包括完善国家农业生产卫生清洁的管理规章，拟定新的农药、化肥管理政策和排放标准，国家应鼓励新型化肥和有机肥的研究，旨在发展农业肥料的高效、无害化处理技术。适当提高废弃物排放标准，有效控制城乡的各种污水排放和无害化、标准化、产业化畜禽养殖场粪尿的排放量。
2.加大资金投入，加强政府政策制定
为确保农村、农业良性发展，改变城乡发展结构二元化的现状，国家应实施向农村环境保护倾斜的相关政策。提前做好基层调研，结合我国目前农村实际情况，因地制宜，有目标地制定出各项农村环境保护管理制度及相关标准。根据各地实际情况，统筹地增加对农业环境污染治理的资金投入和农业环境保护所需的公共产品投入量。对所需资金合理分配，如加大对农业转项资金链投入，鼓励制定生态农业模式，创建环境保护新机制、新体系。
3.发展农业科学技术，提高生产力
减少化学品的使用，发展新的化肥、有机肥、农药合理处理及使用技术，鼓励使用农家肥，加大科技投入，发明新技术，以减少农业生产活动中造成的环境污染，减少经济损失；建设秸秆、畜禽粪便、农村生活垃圾处理站点，增加农业废弃物处理设施投入，鼓励乡镇村民学习相关知识，各企业积极引导发展秸秆废弃物气化以及供气生产技术；杜绝废水直接排放，增加技术投入，集中处理废水；设立农田废弃物收集装置，从源头制止农业环境污染，实现农业环境污染减排目标。
4.大力发展农村生态农业
基于农村发展振兴战略，生态农业是农业发展必经之路，也是可持续发展的必由之路，是实现我国农业环境非点源污染减排和治理的重要途径，也是农业环境污染的重中之重。生态农业的含义是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科技手段和方法，增加与第二、第三产业联系，按照生态系统中物质循环和能量转化这一基本规律建立起来的一种新型农业生产方式，通过人工设计生态工程，只把化肥作为辅助型能源；有效利用生物控制新型技术和综合控制技术，旨在防治农作物虫害、病害，保护农作物正常生长，限度地减少农药的使用，实现农业与经济的良性循环。
5.增强农民环保意识
农民作为土地上的主力军，只有增强农民环保意识才能有效治理农村环境污染，在农村环境保护这条道路上少不了农民的无私奉献和辛勤劳作。环保知识需要在农民心中根深蒂固，只有做到这一点才能有效杜绝农村环境污染，通过各种方式加强农民环保意识，加强环保知识宣传。通过讲座、电视宣传、广播教育等方式加深农民对于环境保护的认识，强调农村环境污染的危害。
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