摘要：现在人们对于能源和环境的认识在逐渐的提高，而能源的缺乏和环境的恶化情况不容乐观，沼气工程应运而生。沼气工程应用过程中可以有效的对畜禽粪便导致的环境污染进行控制。
关键词：沼气工程；畜禽粪便；环境成本
1 前言
沼气工程已经诞生了许多年，相关的技术应用逐渐成熟，但是依然有着巨大的发展潜力，其在畜禽粪便的污染控制方面有着相当好的应用效果。因而应当支持鼓励养殖工作人员在工作过程中积极应用沼气工程。
2 沼气工程
随意排放的畜禽粪便已成为农村面源污染的重要来源之一。沼气工程利用厌氧发酵作用，将畜禽粪便中的有机物经过厌氧消化转化为沼气和CO2，在产生优质燃料的同时，无污染化处理畜禽粪便和养殖场污水，实现污染减排、保护生态环境的目的，是处理畜禽粪便污染比较成熟和有效的方法，也是畜禽规模养殖场处理粪便污染最常用的方法。我国高度重视畜禽粪污沼气工程项目建设，20世纪70年代开始发展以畜禽粪便为原料的大中型沼气工程，到2010年全国户用沼气达到4000万户，占全国适宜农户的33%；各类沼气工程超过6万处，其中大中型沼气工程达到2万多处；农村沼气年产量130多亿m3，减排CO25000多万t。根据全国农村沼气工程建设规划，到2015年全国农村户用沼气池总数将达到6000万户，年产气量233亿m3左右。采取沼气工程技术处理畜禽粪便，可有效减少畜禽粪便产生的CH4排放量，去除养殖场废水中的COD、BOD，灭活畜禽粪便中的病原物，改善周边生活环境等。本文假定山东青岛的畜禽粪便均采用沼气项目进行污染治理，年出栏5000头以上的生猪规模养殖场均进行沼气发电，其他畜禽养殖场的沼气全部用于畜禽养殖场及周边居民的供热和照明使用，以此评估沼气工程减排畜禽粪便污染的环境效果，旨在为畜禽粪便污染治理的模式选择提供理论依据，并为沼气工程的环境减排效益提供预测与管理支持。
3 沼气工程在畜禽粪便处理过程中的应用效果
土壤污染主要包括农田氮素污染和重金属残留对农作物产品污染。由于厌氧发酵降解畜禽粪便重金属缺乏相关研究资料，故本研究评估沼气工程减排土壤污染只考虑控制农田氮素污染的环境效益。研究表明，2006年青岛农田畜禽粪便氮素负荷平均值为109.01kg·hm，市北区、黄岛区、崂山区、李沧区、城阳区、即墨区6个县（市、区）的农田受到畜禽粪便氮素污染。在畜禽粪便沼气工程条件下，这6个县（市、区）的农田畜禽粪便氮素的施用量可分别减少1190.71万t、1116.22万t、5069.99万t、7053.95万t、968.54万t、4976.64万t，其耕地面积畜禽粪便氮素养分的负荷量分别下降169.80kg·hm?2、61.08kg·hm?2、50.55kg·hm?2、78.29kg·hm?2、50.64kg·hm?2、57.40kg·hm?2，除市北区外，其他县（市、区）的畜禽粪便经沼气处理后，其农田畜禽粪便氮素均低于150kg·hm?2的污染标准，不会造成农田污染。2006年，市北区、黄岛区、崂山区、李沧区、城阳区5个县市区的水稻产量为121.32万t，当年稻谷销售平均价格为1400元·t?1，根据公式（12），湖南省洞庭湖区畜禽沼气工程减排土壤污染可以减少1.69亿元的环境成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆畜禽粪便经沼气发酵后，能有效沉降杀灭寄生在畜禽粪便中的细菌性病原、病毒性病原、寄生性病原及蚊蝇虫卵。据研究，经沼气发酵后的畜禽粪便寄生虫卵数量可减少98.8%；血吸虫毛囊蚴在30~35℃的沼气液中第15d后不再存活，在100d后没有活的血吸虫虫卵检出；钩虫卵2个月死亡率99%，75d死亡率100%；蛔虫卵6个月死亡率91.6%；痢疾杆菌30h死亡。在血吸虫病流行区沼气化村庄的居民较非沼气化村庄的居民血吸感染率下降62.5%~77.8%，粪大肠杆菌年均去除率99.7%，当地养殖户每户年医疗费可减少支出21.49元。2006年，山东青岛居民2039.18万户，畜禽养殖户占当地农户总数的50%左右，则沼气工程后按养殖户年平均医疗费减少21.49元计算，则可以减少2.14亿元的医疗费支出。据调查，沼气工程的高温厌氧消化过程可以灭活禽流感、禽白血病、鸡白痢等多种畜禽病原生物，传染病发病率下降68%，畜禽栏舍的氨氮浓度减轻58%左右。由于各方面的原因，科研工作者对沼气工程与降低畜禽疾病的“剂量?反应”还没有系统、全面的研究，故本研究以传染病下降率为参数（0.68），结合病原微生物对畜禽生长的影响进行估算。2006年洞庭湖区畜禽病原微生物污染造成的养殖损失为4.68亿元，则通过沼气工程可以降低损失3.18亿元。故，畜禽沼气工程减排微生物污染可以减少5.32亿元的环境损失。综合以上评估结果，2006年洞庭湖区畜禽粪便沼气工程控制的环境成本为16.09亿元，相当于该地区当年畜禽粪便污染环境成本（25.60亿元）的62.85%，即沼气工程对畜禽粪便污染环境成本的控制率为62.85%。根据畜禽单元标准化换算参数，按1头肉牛（活体重量454kg）为1个畜禽单元的标准对青岛市畜禽养殖量进行标准化换算，则青岛市区沼气工程对每个畜禽单元控制的环境成本为687.60元。2006年青岛市畜禽粪便沼气工程控制的环境成本为16.09亿元，其中减排温室气体、水体污染、土壤污染、微生物污染控制的环境成本分别为4.52亿元、4.56亿元、1.69亿元、5.32亿元。可见，沼气工程可有效利用畜禽粪便污染物，减少温室气体排放，减少水体、土壤污染，减少病原微生物传播，改善养殖生态环境。目前，我国绝大多数的畜禽养殖场还是以传统方式处理粪污，如果将沼气工程技术推广到所有的畜禽养殖场，将给我国畜禽粪便污染处理带来良好的环境效益、经济效益和社会效益。由于缺乏有关统计资料以及部分减排污染要素的“剂量?反映”关系数据，本研究没有估算畜禽粪便减排氨气、重金属污染控制等方面的环境成本。因此，本研究的结果还不能完全代表青岛市畜禽粪便沼气工程控制的全部环境成本，实际沼气工程控制的畜禽粪便环境成本要大于此值，可将该结果看作控制实际环境成本的下限值。由此可见，沼气工程控制畜禽粪便环境成本的效果十分显著。影响沼气排放量的因素很多，如温度、pH、C/N、沼气发酵菌、发酵液浓度等，理论温室气体减排量与实际减排量可能有一定差异。今后，对具体畜禽养殖场的温室气体减排量要结合实际情况作进一步研究，修正其减排产气量参数，以更准确地测算温室气体减排成本。畜禽养殖场沼气工程治理粪便污染控制环境成本的效益十分明显，但农户应用沼气工程项目中的经济收益远远低于环境成本收益，主要是由于温室气体、水体污染、土壤污染以及部分微生物污染的环境成本为外部环境成本。农户要取得经济效益、环境效益、社会效益的有机统一，各级政府应借鉴CDM项目减排的做法，对养殖户采用沼气工程治理畜禽粪便污染的项目给予一定的减排补贴，调动养殖户采纳沼气工程减排粪便污染的积极性。
4 结语
畜禽粪便处理过程中经常会存在微生物污染，以及在这基础上出现的土壤污染问题，这也是现在养殖场附近环境污染的主要原因所在，这样的问题屡见不鲜，沼气工程的应用可以有效的解决这样的问题，带来更好的环境。
参考文献：
[1]刘一兰.补贴政策对养殖户畜禽粪便处理方式选择的影响研究[D].西北农林科技大学，2018.
[2]崔雪莲.HX污水处理厂环境成本控制研究[D].西安石油大学，2018.
论文作者:王晓
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/18
标签：沼气论文; 畜禽论文; 粪便论文; 工程论文; 环境论文; 亿元论文; 成本论文; 《防护工程》2019年11期论文;