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（中國動物疫病預(yù)防控制中心，北京 102600）

動物無害化處理與資源利用研究進展

韓 濤，亢文華，原 霖，翟新驗

（中國動物疫病預(yù)防控制中心，北京 102600）

病死動物無害化處理后的資源利用是當今社會各界關(guān)注的熱點。通過對國內(nèi)外動物無害化處理及其資源化利用相關(guān)研究的綜述，列出了未來病死動物資源利用的方向與出路，為我國動物無害化處理與資源利用發(fā)展提供借鑒。

無害化處理；資源利用；研究；進展

隨著我國畜牧業(yè)的發(fā)展和畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的擴大，養(yǎng)殖過程中因各種原因死亡的畜禽量逐年增多。如2012年，我國的生豬出欄量為69628萬頭，按照3%的最小死亡率計算，僅死亡生豬就有2000多萬頭，因此動物的無害化處理成為養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中的突出問題?，F(xiàn)階段，動物的無害化處理方式主要包括深埋、焚燒、堆肥、化尸、化制、生物降解等。但如何將病死動物的無害化處理方式與資源的循環(huán)利用結(jié)合起來，應(yīng)成為當前有關(guān)部門關(guān)注的重點。以下做法可提供參考借鑒。

1 作為有機肥

堆肥法是將病死動物在高溫條件下被微生物分解，同時高溫殺死病原微生物。目前畜禽生產(chǎn)者正在尋求一種效率高、效益好的堆肥處理方法。如：經(jīng)好氧微生物處理后作為有機肥再利用的方法就是一種比較理想的方法，該方法即可用于大規(guī)模生產(chǎn)，又經(jīng)濟實惠，而且還順應(yīng)了有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。但堆肥還田技術(shù)目前還存在著無害化處理不完善的情況，對環(huán)境的影響也較大，如果不合理使用或連續(xù)過量使用，會導(dǎo)致硝酸鹽、磷及重金屬的沉積，從而污染地表水和地下水。此外，在降解過程中，會釋放的氨及硫化氫等有害氣體，對大氣構(gòu)成污染。所以如何做好動物的無害化處理，并將其適度應(yīng)用于農(nóng)田成為科研人員研究的新趨勢。Looper等人用條垛堆肥法進行了處理死牛的實驗；Saqib等人研究了用靜態(tài)條垛堆肥法處理死牛和死馬的效果；Glanville等人研究了用箱式堆肥法處理死豬的效果[1，2]?？茖W(xué)家們通過測試不同畜禽的營養(yǎng)成分及其對增加土壤肥力的效果來研究如何滿足植物對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的需求，從而達到養(yǎng)分的供需平衡；通過研究各種動物在不同氣候、土壤、使用季節(jié)及使用方法等條件下的揮發(fā)狀況及浸析狀況來進行環(huán)境評價等。病死動物堆肥處理方法的合理、適度利用，成為現(xiàn)階段有機農(nóng)業(yè)研究的熱點。

2 作為飼料添加劑

將病死動物的尸體或病變部分高溫殺菌，經(jīng)濕化機化制后可熬成工業(yè)用油，同時產(chǎn)生的其他殘渣用于生產(chǎn)肉骨粉。肉骨粉（MBM）中含有的主要營養(yǎng)成分有粗蛋白質(zhì)、碳水化合物、粗脂肪、礦物質(zhì)以及各種維生素等。肉骨粉中的粗蛋白含量為50～60%，且氨基酸組分比較平衡，脂肪含量為8～12%，歷來被用于配置飼料。動物油脂可作為飼料的高能添加劑。然而，由于牛海綿狀腦?。˙SE）的暴發(fā)，富含蛋白質(zhì)的肉骨粉在歐洲已被限制用于牛飼料產(chǎn)品，我國也禁止在羊、牛的飼料中添加相應(yīng)的肉骨粉，但肉骨粉作為一種飼料資源，可以添加在養(yǎng)豬飼料中[3，4]。

3 用于可再生能源

化制法是病死動物無害化處理中資源再利用的好方式，通過向高壓容器內(nèi)或容器夾層內(nèi)通入高溫飽和蒸汽，在高溫、高壓或干熱、高壓作用下，分離出動物脂肪、蛋白質(zhì)，制作成肉骨粉和油脂（圖1）。Gwyther等人研究表明處理病死動物的合理條件為133℃，0.3Mpa，20min?；平Y(jié)束后進行固液分離和油水分離[5，6]。

圖1 動物化制流程

化制過程產(chǎn)生的肉骨粉和動物油脂均含有大量能量，Senneca研究了肉骨粉達到能量價值增殖的熱解和氣化的裝置。在固定床反應(yīng)器中進行焦炭燃燒的等溫實驗，使用TG/DSC設(shè)備，混合物在氮氣中的氧氣分壓為0.1～0.21Pa，反應(yīng)溫度在400℃和600℃之間時，潛在的氧分子的吸收和在氧化氣氛中形成的含氧化合物，通過熱解可產(chǎn)生用于可再生能源的氣體[7]。Fedorowicz等人針對氣化氣體組成開展了進一步研究，表明氣體產(chǎn)品主要由H2，CO，CO2，CH4和其他更重的烴類氣體[8]。有效利用化制處理后的動物尸體不但能減少垃圾填埋場對環(huán)境的影響，而且可以充分利用其加熱值（13-30MJ/kg）。從這些化學(xué)過程可以得到肥料（灰和液體產(chǎn)品）和燃料（氣體和液體產(chǎn)品）產(chǎn)品[9]?；品ㄌ幚砗蟮膭游镌从涂捎脕砑庸こ缮锊裼突蚱渌I(yè)用油[10，11]。 Rafael Guzatto采用TDSP兩步催化的方法制備生物柴油，更是大大減少了催化劑的用量，也降低了因催化劑引起的環(huán)境污染[12]；Manop使用兩步催化的方法可使生物柴油的轉(zhuǎn)化率達到90.56%左右。黃瑛研究了叔丁醇體系中脂肪酶Novozyme 453催化動物油脂制備生物柴油的新工藝，用豬油做原料，加入40%的醇油，Novozyme 453為3%，催化反應(yīng)24小時，生物柴油比例得率為95.2%[13]。

厭氧消化常被用在在處理廢棄有機物中，通過微生物在缺氧條件對有機物進行穩(wěn)定降解，降解固體產(chǎn)物，用作肥料，降解主要產(chǎn)生的甲烷，可以用作清潔能源。厭氧消化通常在三種不同溫度條件下進行，分別為高溫消化（45～60℃）、中溫消化（20～45℃）和低溫消化（20℃以下），動物的無害化處理需要通過高溫消化才能更好的去除病原菌，且具有更高的產(chǎn)甲烷率[14]。

4 作為化工原料

動物在處理成肉骨粉后，其中含有大量的磷灰石成分，其比自然界存在的磷灰石含有更低的重金屬元素（如Pb或者Cd）。E.Deydier的研究結(jié)果表明肉骨粉中含有30.7%的鈣、56.3%的磷，以及2.7%的鈉、2.5%的鉀、0.8%的鎂，其中鈣和磷以Ca10（PO4）6（OH）2以及 Ca3（PO4）2的形式存在。E.Deydier在實驗室中利用肉骨粉成功生產(chǎn)出了磷酸，這為動物無害化處理后工業(yè)化生產(chǎn)磷酸提供了實驗依據(jù)[15]。Marie Coutand研究表明，肉骨粉中含有的大量磷灰石成分，可作為去除精細化工品中重金屬離子的重要原料。實驗表明其可在3小時內(nèi)去除溶液中的金屬離子，使得其溶液中的濃度低于0.1ppb[16]。

5 作為建筑材料

Cyr與Collins研究了無害化處理后的肉骨粉作為建筑材料的可能性。肉骨粉具有細砂的物理特征，直徑為0～2毫米，平均直徑為0.4毫米，平均密度為2900kg/m3。其含有大量的鈣元素，與土建工程中材料中的石灰、細沙性質(zhì)類似，具有砂的物理和機械特性，且具有較高的水吸收性能，可以在水泥基材料中使用，因其具有低脆性及吸水率高的特點，可代替細沙作為高效吸水劑。Cyr認為含有17%肉骨粉的砂漿的抗壓強度類似于標準砂漿，浸出能力類似于無殘留的標準砂漿，可部分替代混凝土中泥灰以及沙子。但是由于其含硅量較低，不適合作為水硬性膠凝材料或氣硬性膠凝材料[17]。

6 結(jié)語

動物無害化處理是畜禽養(yǎng)殖中的難點。雖然無害化處理的畜禽往往都來自生長狀態(tài)較差或是發(fā)病動物，但其具有高熱量、高營養(yǎng)的特點，且富含多種礦物元素，因此經(jīng)高溫消毒處理后依然可作為農(nóng)業(yè)或工業(yè)化原材料，成為可再生資源。發(fā)達國家已逐漸開展畜禽無害化處理后的資源化研究，我國作為發(fā)展中國家，有著居世界第一的畜禽養(yǎng)殖量，做好畜禽無害化處理后的資源利用意義重大，應(yīng)充分利用國外最新的研究成果，開發(fā)新技術(shù)。

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Research Progress in Biosafety Disposal of Animals and Resource Utilization

Han Tao，Kang Wenhua，Yuan Lin，Zhai Xinyan
（Chinese Animal Disease Prevention and Control Center，Beijing 102600）

Out of concern for animal health and animal-derived food safety，biosafety disposal of animals has become a vital issue in animal disease prevention and control. Meantime，many scholars argued that animal waste can be used for extensive purposes. Therefore，the utilization of dead animals after biosafety disposal has drawn as much attention as itself. The relevant researches on biosafety disposal of animals and its utilization as resources were reviewed，the future direction for the use of dead animals and potentials for developing animal resource utilization were listed，providing references for biosafety disposal of dead animals and resource utilization in China.

biosafety disposal；resource utilization；research；progress

S852.23

：B

：1005-944X（2015）02-0047-03

亢文華