由于近些年消費者對肉類的需求不斷增長，全球養(yǎng)豬業(yè)規(guī)模也在快速增加。過去50年，全球生豬年產量有所增加，2018年達到約1.2億t。預計2030年豬肉總消費量將增長13%，到2050年將增長22%。目前，全球主要的豬肉生產國是中國（占全球產量的45%），其次是美國、德國、西班牙和越南，這五個國家占世界豬肉產量的近65%。畜牧業(yè)的快速擴張導致養(yǎng)殖場廢棄物增加，尤其是豬糞，而規(guī)模養(yǎng)殖場產生的大量豬糞對環(huán)境有嚴重的負面影響，首先，堆積的糞便會產生難聞氣味，主要是由于蛋白質的厭氧分解，其次，糞污中的氮和磷化合物會污染土壤和水體。在生豬飼養(yǎng)管理中，豬糞的化學成分取決于許多因素，包括動物的各個生長階段以及喂養(yǎng)管理方式。豬場中產生的糞污是尿液、糞便和水組成的混合物。液體組分主要包含含氮化合物（包括氨、銨化合物、硝酸鹽）和有機物。固體部分主要包含磷酸化合物，主要以無機形式（占總P含量的74%～87%）和有機化合物存在。

1、生豬糞污危害

1.1氣體

畜牧業(yè)是溫室氣體排放的主要來源，約占所有農業(yè)排放量的66%。此外，處理豬糞會導致淡水系統(tǒng)中的陸地酸化和富營養(yǎng)化，而在儲存和運輸過程中釋放氣體會加劇這些環(huán)境問題。因此，豬場糞污的不當管理會對環(huán)境、人類、動物健康以及氣候變化產生重大影響。

生豬糞污中會排出氨（NH3）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和硫化氫（H2S）等氣體，這些氣體由糞便中的微生物呼吸產生（細菌不用氧氣進行呼吸，而是利用氮和硫等無機來源）。NH3可引起眼疾和嚴重的呼吸系統(tǒng)惡化。雖然NH3通常不致命，但是長期暴露和接觸會對人和動物呼吸系統(tǒng)的健康有嚴重影響，就像人類吸入NH3會對呼吸系統(tǒng)造成影響一樣，其他牲畜也容易受到感染。在豬中，NH3濃度到達50 ppm，會使預期的生產性能和健康狀況下降，若豬只長期暴露在NH3濃度300 ppm左右會引起抽搐。CO2似乎不像其他糞便氣體那樣構成威脅，但是，從它可以替代血液中的氧氣的角度來看，它是危險的。中等濃度的CO2可導致呼吸急促和頭暈，但是需要注意人類在死亡前可以忍受CO2濃度高達260 000 ppm，而豬只能忍受200 000 ppm。CH4從人類短期呼吸的角度來看不是一個嚴重的問題，但如果在帶有糞便堆放的建筑物中，并且通風不當，則可能會導致頭痛和窒息。此外，CH4在糞便液體頂部的泡沫中會大量積聚，并且高度易燃。H2S是最容易在養(yǎng)殖場造成人員與動物死亡的氣體，被認為是最危險的氣體。這種氣體很容易沿著地面和狹窄空間（如糞便堆積的空間）傳播，它會導致鼻子中的神經細胞麻痹，從而使嗅覺功能減弱，在氣體濃度達到700～1 000 ppm時，會導致人迅速失去意識，并在幾分鐘內死亡。

1.2重金屬

通常，將動物糞便施用于農業(yè)用地，以提高土壤肥力和有機質含量。然而，這種做法也會導致嚴重的環(huán)境問題，例如地表水的硝酸鹽和磷酸鹽污染。動物糞便施用引起的另一個重要問題是重金屬污染，因為動物糞便含有高濃度的金屬（Cu、Zn、As、Cd）。由于長期在農田施肥中使用，糞便中的重金屬殘留物會積聚在表層土壤中。重金屬的積累不僅會影響土壤肥力和產品質量，還會通過雨水和徑流促進重金屬遷移到更深層的地下水中。有研究表明通過檢查農場環(huán)境田間供水和排水系統(tǒng)中動物飼料、糞便和沉積物中的重金屬水平來評估豬場糞便中的重金屬危害，與雞糞和牛糞相比，豬糞可能造成更高的重金屬污染風險，Sager報道，奧地利豬糞中的平均銅含量為282 mg/kg。同樣，對英格蘭和威爾士糞便的調查通常發(fā)現豬糞漿中的Cu含量為350 mg/kg。然而，Dong等人發(fā)現中國長江三角洲大城市杭州養(yǎng)豬場的豬糞中的平均銅濃度要高得多，為1 018 mg/kg。這些動物飼料中的礦物添加劑會與糞便生產一起使得重金屬積累并增加對環(huán)境污染的風險。

1.3抗生素

由于消費者對動物源性食品的需求不斷增長，導致了集約化和大規(guī)模的畜牧生產，從而產生了大量的糞便，而像生豬等動物所排泄的糞便對環(huán)境都會產生各種負面影響。一方面，由于抗生素在動物體內吸收之后的排泄量很大，因此經常在牲畜糞便中檢測到抗生素。四環(huán)素類、青霉素類和磺胺類抗生素是動物使用抗生素量最大的，分別占獸用抗生素總銷售額的32%、26%和12%。對于豬的糞便排泄物，雖然豬胃腸道微生物群中含有多種已知支持宿主健康的細菌，但它們也可能是耐藥基因的來源。集約化豬場的特點是細菌載量高，高抗菌素的存在會促進抗菌素耐藥菌（ARB）和抗生素耐藥基因（ARG）的發(fā)生。此外，腸道微生物群的紊亂可能會增強ARG轉移或增加動物脫落的ARB豐度。通常，對于動物攝入的抗生素給藥劑量中，超過一半的抗生素原封不動地從尿液和糞便中排泄。只有少數抗生素被宿主動物部分代謝，產生活性微生物或無活性代謝物。在飼喂磺胺哌嗪、磺胺氯吡嗪、磺胺喹嗪和磺胺喹嗪的育肥豬中，排泄率隨著相應磺胺類藥物極性的降低而增加，磺胺喹嗪（85%）和磺胺氯哌嗪（62%）在13 d后排泄率最高。此外，磺胺地莫嗪和磺胺嗪的排泄率分別為38%和43%。根據抗生素的物理化學特性和對土壤成分的分析可知，這些抗生素化合物可能保留在糞污改良的土壤中，或者可能通過浸出或徑流轉移到地下水和地表水中。此外，污染物可以通過水長距離攜帶并影響整個水生生態(tài)系統(tǒng)。此外，降解速率因抗生素類型而異，在許多情況下，降解速率可能非常低，當在土壤中存在長達30 d時，這些化合物可能會被農作物吸收，在那里它們積累，然后進入食物鏈。

2、豬場分類

與養(yǎng)豬場技術解決方案相關的長期研究經驗可以將它們分為三種類型。

2.1封閉式大型養(yǎng)豬場

封閉式大型養(yǎng)豬場是一個自給自足的“單一系統(tǒng)”，生產和加工直接在農場進行，不涉及外部參與者。其特點是豬糞加工場所和儲存能力充足；在具有成本效益的運輸距離內有足夠的農業(yè)用地來施用生產的所有有機肥料；擁有的飼料廠和肉類加工廠；種植自用作物用于飼料和銷售，以及直接銷售豬肉和副產品。

2.2組合式大型養(yǎng)豬場

組合式大型養(yǎng)豬場是一個“單一系統(tǒng)”，外部參與者的參與最少。與封閉式農場相比，它沒有飼料廠，而是購買飼料?？捎玫霓r業(yè)用地不足以施用生產的所有有機肥料。因此，這樣的農場租用一些土地用于施肥，有時會導致不經濟的運輸距離。

2.3開放式養(yǎng)豬場

開放式養(yǎng)豬場是一個涉及許多外部參與者的“單一系統(tǒng)”，它與組合式農場的不同之處在于，豬糞加工和有機肥料田間施用都交給了第三方。

3、糞污處理方式

因營養(yǎng)成分高，豬糞長期以來一直被認為是一種寶貴的農業(yè)資源。利用豬糞的最常見方法是通過液體豬糞（LPM）施肥：LPM富含氮、磷和鉀，是植物生長所必需的營養(yǎng)物質。如果施用得當，LPM可以幫助提高土壤肥力和作物產量，同時減少對化肥的需求。

3.1豬糞直接還田

新鮮豬糞中含有多種有機物，包括氮0.5%、磷0.25%和鉀肥0.5%，除此之外，它還含有膠體狀的腐植酸，可以改善土壤的碎裂結構，加強土壤儲水能力和土壤通風，促進農作物的生長。據統(tǒng)計，一頭豬一年可排泄糞便約2～2.5 t，其施肥成分如轉化為肥料，其施肥成分約為50 kg硫酸銨、27.5 kg過磷酸鈣和20 kg硫酸鉀。施用鮮豬糞在農田中，一方面可以提高每hm2糧食產量約50 kg，同時還可以提高土壤肥力，實現資源化利用。同時，豬糞中的病原微生物也會對環(huán)境以及人類健康造成危害。此外，豬糞在環(huán)境中的的自潔能力有限，如果施肥過多，很容易產生污染，因此豬糞的施用率也相當有限。

3.2加工飼料

利用豬糞加工飼料是畜禽糞便綜合利用的重要途徑，也是節(jié)約糧食資源的重要舉措。豬糞中的總蛋白質值幾乎高于其攝食的飼料。此外，豬糞中還含有其他基本營養(yǎng)成分，如粗纖維、鈣、磷、礦物質、微量元素、各種維生素。豬糞中的大多數維生素含量高于它們的基本飼料。所以對于堆積的豬糞要立即處理，避免快速分解和營養(yǎng)價值下降。在豬糞處理中，目前使用的主要用做干飼料、青貯飼料氨化和發(fā)酵。加工后的豬糞可用作加工反芻動物、豬、魚等的飼料，特別是用于魚飼料，10～23.61 kg豬糞可生產約1 kg水狀魚飼料和雜食性魚飼料，一頭豬的糞便可生產約50 kg魚飼料。

3.3沼氣發(fā)酵

在厭氧條件下，微生物通過分解代謝使有機物質最終產生沼氣和污泥的一系列過程稱為沼氣發(fā)酵。沼氣發(fā)酵后，可以大大減輕豬糞的氣味，通過厭氧發(fā)酵可以殺死豬糞中存在的大部分寄生蟲、蟲卵和一些病菌。沼氣發(fā)酵意味著將豬糞從廢物轉化為資產。發(fā)酵后產生的甲烷可以作為燃料，含有大量有機物的沼液殘渣可以作為良好的有機肥料，可以提高土壤的肥力，改善土壤狀況，防止土壤板結，減少肥料的實際使用。

3.4動物繁殖

豬糞可以用來繁殖蚯蚓和蛆蟲。蚯蚓處理垃圾的能力很強，能分解豬糞中的生物蛋白和其他營養(yǎng)成分，既有環(huán)境價值，又有經濟意義。蚯蚓分解的糞便不僅具有較好的施肥效果，而且可以避免農田直接施用大量畜禽糞便造成環(huán)境污染。蛆蟲富含蛋白質，含有優(yōu)質蛋白質，既可用作禽畜和魚類的鮮活餌料，用于禽畜和魚類的幼體階段（如幼魚、雛雞等）及喜食活動餌料的動物（如牛蛙、觀賞鳥類等），更可作為替代魚粉的動物蛋白飼料。將新鮮的豬、雞、鴨等糞料先入池用農富康糞便分解劑有效微生物發(fā)酵和降低糞便臭味。發(fā)酵好后送入蠅蛆養(yǎng)殖房。雜食性蛆蟲生長速度快，同時，它的繁殖方法簡單，經濟效益高。而且，蠅蛆蛋白活性粉具有抗疲勞、抗輻射、延緩衰老、護肝、增強免疫力等作用，是較為理想的保健品。

3.5好氧堆肥發(fā)酵

豬糞好氧堆肥發(fā)酵是指豬糞利用好氧微生物，將有機物分解并產生腐殖質促進植物生長的過程，同時，經過好樣堆肥的豬糞也可使病原微生物失活。這是一種可以將豬糞轉化為有機肥料以改善土壤狀況的方式，幫助作物生長，將分解良好的豬糞作為有機肥料，不僅可以提高作物產量和質量，還可以改善土壤的物理和化學特性。目前，好氧堆肥方法已廣泛用于分解家禽糞便。在商業(yè)堆肥設施中，堆肥堆垛翻轉機通常用于大規(guī)模豬糞堆肥，將氧氣引入堆肥堆，有助于加速分解過程。豬糞是富含氮的有機材料，是平衡堆肥中C：N比例不可或缺的原材料。豬糞的管理使用需科學的規(guī)劃和管理，以確保其得到有效使用而不會對環(huán)境造成危害。在豬糞施用農田過程中并避免在大量降雨期間或靠近地表水源時施用，防止徑流進入附近的水體。此外，一定要做定期的土壤測試，有助于監(jiān)測土壤養(yǎng)分水平并防止過度施用。

4、總結

畜牧養(yǎng)殖業(yè)在快速發(fā)展?jié)M足更多消費者需求的同時，隨之而來的便是環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展問題帶來的挑戰(zhàn)。要對養(yǎng)殖場糞污科學化、資源化處理，一方面需要增強養(yǎng)殖場（戶）環(huán)境保護意識，另一方面，需要政府、高校和優(yōu)秀企業(yè)聯合起來，促進技術革新共同打造綠色養(yǎng)殖環(huán)境，這是生豬養(yǎng)殖產業(yè)發(fā)展的重中之重?？茖W合理的管理和利用養(yǎng)豬生產廢棄物（特別是糞便），這些廢物就可以被納入可重復使用和可回收的選擇中，從而更接近循環(huán)經濟。