动物粪便甲烷排放量的估算及减排.doc

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1、203“京津冀畜牧兽医科技创新交流会暨新思想、新观点、新方法论坛”论文集大利亚、新加坡、台湾等)都对宠物实行了电子标识管理。从2002年开始,上海、济南、深圳、绍兴等 地先后将电子标识用于犬的身份管理和防管理。自2006年9月开始,北京市畜牧鲁医总站开展了犬电子标识管理系统建设工作。在技术方案中 明确选用植入式电子标识,而不用捆绑式标识。在信息載体方面,采用数据中心集中存储和电子芯片 可写空间存储相配合的方式。在免疫和年检时,管理人员通过专用读写器向毎只犬的电子标识可写 区中写入操作日期、注册地等信息。这样,在日常检査时执法人员可以通过专用识读器读出这些信 息,而不必通过实时接通网络来査询。目

2、前这项工作取得了显著的社会效益和经济效益。3结论与展望随着经济社会的发展,人类对肉类食品、奶制品等畜产品的需求量日益增加,畜产品的质徴和安 全性问題越来越引起人们的关注。各国政府纷纷制定相应的政策和采取各种措施,加强对畜牧的监 控管理。RFID技术由于其众多优点,在畜产品可追溯系统中的应用已经成为一种不可逆转的趋势。 因此,在畜牧业生产中进一步研究和推广应用RFID技术,以建立有效的动物和动物产品可追溯系 统,对动物的饲养、运输、屠宰及其产品的加工和流通等环节实施全过程、全方位和有序的管理和监 督,将能促进我国畜牧业健康持续的发展,同时也是构建和谐社会的重要保证。目前我国畜产品产业的发展水平还

3、较低.RFID技术还存在着标准不统一,冻签成本过高等问题。 因此,要实现全国性家畜和备产品可追溯系统,必须考虑技术的可获得性、国际兼容性、经济可承受性 和合理的实施时效性,同时尊重企业专有的数据和信息隐私也不容忽视。但可以预见,在不久的将 来.RF1D技术在畜产品追踪监控方面必将取得广泛应用。参考文献(路)动物粪便甲烷排放量的估算及减排彭晓培I董红敏2(1北京农业职业学院畜牧兽医系北京102442)(2中国农业科学院环境与可持续发展研究所 北京100081)摘要:本文主要简述动物类便产甲烷的过程及产量彩响因素,重点介绍动牧粪便甲烷产量的实地 测定技术,及/PCC(政府间气候变化专门小组)和美国

4、昭等人对国家所有动物粪便总量的整体估 算方法最后简敘了动物粪便甲烷产量的减排楷施及方法。关键词:粪便甲烷排放The Evaluation and Reduction MethodsFor Methane Emissions From Animal ManurePeng xiaopei1 Dong hongmin2(7 Husbandry and veterinary departmenttBeijing Vocational College of Agiculture9Beijing9102442)(2 Agricultural Environment and Sustainable Deve

5、lopment Instiiute. Chinese Academy of Agricultural Sci ences, Beijing J00081)Abstract: Firstly, this paper briefly described the process of methane from animal manure, llienjt Jo- cused on the field determining technique of methane from manure and the evaluation methods used to determining different

6、 countries and the global methane emissions from manure. At last,some effective reduction issues to methane emissions are referred to.Key Word: manure,methane,emission引言大气中甲烷(CHJ对环境的影响主要表现在三个方面:温室效应,促进对流层中臭氧(O3)的生 成,破坏平流层中臭魚层的同时又保护其免追氯原子的破坏(Salley等,1992;吴海宝,1990)。现在, 大气中甲烷的浓度约是1.7ppmv,是人类工业革命前的两倍多,且

7、还在以每年0.9%的速度继续增加 (IPCC,1992)c这些进入大气中的甲烷有70%是由人为甲烷排放源排放的USEPA, 1993),而动物 粪便是重要的人为甲烷排放源之一,苴排放蚩约为20-30Tg(1012g)/年,约占人为甲烷排放总址的 5.5-8% (1PCC, 1992)。一、动物粪便产甲烷的机制及影响甲烷产量的因素动物粪便主要由有机物和水分构成,能满足许多微生物对能址和营养物质的需要而正是在这些 微生物相互协作下,动物粪便才能彻底分解,其中,复杂的有机物逐级降解,产生甲烷等一系列终产物 (以荷萄糖产甲烷为例.见下列反应式)。(1) C6Hu06 +2Hz0 -> 2CH3C

8、OOH +2CO2 +4H2(2) CHjCOOH CH4+C02(3) 4H2-C02->CH44.2H,0从过程来看,动物粪便产甲烷可分为三个阶段:水解,产酸.产甲烷。在第一阶段,粪便中的复杂 有机物在微生协产生的稱的作用下水解成简单的化合物,如纤维素和淀粉在纤维素酶的作用下水解 为简单的匍萄糖、麦芽糖等,脂肪在脂肪酶的作用下形成简单的脂肪酸等。在第二阶段,产酸微生物 对前一阶段产生的简单有机物继续分解,产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸及水、二氧化碳等。在第三阶段,产甲烷细菌发酵乙酸、丙酸、丁酸等有机酸产生甲烷和二氧化碳,同时还利用氢气还顶二氧化 碳产生甲烷。由甲烷的产生机制可以看出

9、.动物粪便的甲烷排放试受微生物、环境条件、粪便性质等因索影响。 产甲烷细菌是甲烷的直接生产者,这是一类严格的厌氧微生物,对温度、pH值和基质成分很敏感,温 度在40-60t,pH值在7.0左右,产甲烷鈕最大。粪便所处环境中的温度越崗,湿度越大,甲烷排放 凰也越大。而粪便的产甲烷潜力和管理方式是决定甲烷实际排放量的两个关键因素。产甲烷潜力指 一定量的动物範便可能产生的毘大甲烷凰,它随动物种类、饲料成分和消化率而变化。一般来说牛、 水牛和猪的粪便最值得关注,而饲料的能童和消化率越高,粪便甲烷产生潜力也越大。粪便管理方式 从两个方面影响甲烷的产生:一方面,它决定厌氧条件是否存在,当以液态方式处理粪便

10、时粪便趙于 厌氧分解,排放大量甲烷,而当以固态方式处理时(堆积或做落在卓场、牧场),粪便趋于有氧分解,几 乎不排放甲烷;另一方面,管理方式决定粪便中的水分含量.粪便中水分含虽越多,甲烷排放址也就越 多。二、动物粪便甲烷排放总的估算对全球动物粪便甲烷排放最的估计是基于对待定地点的动物粪便甲烷拝放fit进行试验测定,然 后外推估算得到的。但目前测定动物粪便甲烷排放呈的技术还很不完善,普遍釆用的箱技术仍有一 些问题亟待解决。2%“京津翼畜牧兽医科技创新交流会暨新思想、新观点、新方法论坛”论文集箱技术包括封闭式箱技术和开放式箱技术两种C封闭式箱技术是根据单堂时间内封闭式测定箱 中甲烷浓度的变化来佔算甲

11、烷的排放城n用该技术测定时,首先把容积和底面积已知的封闭式箱体 罩在待测的粪便上,然后每隔一定时间间隔测定一次箱内甲烷的浓度,连续多次测定后,根据甲烷浓 度随时间的变化情况计算被罩粪便的甲烷排放量。这种封闭式箱测定技术的最大缺点是测得的数据 不代表实际情况。为了克服这一缺点,发明了开放式箱,这种测定箱是在封闭箱的相对两侧开口,并 设法制造流址适当的似稳气流平稳地通过被箱体罩住的粪便表面上方,根据似稳气流在入口处和出 口处甲烷的浓度差和流就来计算动物贵便的甲烷排放凰。这种开放式箱测定技术的难点在于似稳气 流的制造。李玉娥编谁了 IPCC(1995)推荐的两种估算动物粪便甲烷排放的方法。方法1是利

12、用以前的研 究成果,只需统计岀在不同气候区的动物数曲.再将各气候区的动物占总蚩的百分数乘以IPCC提供 的各气候区相应动物的粪便甲烷排放因子,得出平均排放系数炖/头a,动物头数乘以排放系数.然 后相加可得总幷放最,单位是:百万kg(Gg)/a。IPCC(1995)推荐的第二种方法适用于非奶牛、奶牛、 猪饲养量的国家,其计算方法同方法一,但其中的粪便甲烷排放因子要根据下式估算:EFik = VS, x365 x Bo, xO.67xJMCF# x MSljk%式中:EF*:不同气候区、不同动物粪便得甲烷排放系数(kg);VS,:各种动物每日排泄御易挥发性固体圮:(kg干物质/d);Bo,:各种动

13、物的粪便的甲烷产生潜力(卅/kg);MCF"各气候区各种粪便管理系统的甲烷转化系数;MS1)k% :不同气候区、各种家畜、各粪便管理系统所处理粪便的比例% ); 注:利用加权平均,求岀全国平均的不同动物粪便甲烷排放因子。IPCC(1995)提供的两种方法的区别就在于动物粪便的甲烷排放因子(kg/头年)的来源不同, 方法1利用以前的研究成果,方法二则要求通过公式来计算。对于大规模集约化饲养牛、水牛、猪的 国家和地区,IPCC(1995)推荐用第二种方法详细估算这几种动物粪便的甲烷排放量。当前对全球动物粪便甲烷排放虽的估计有很大的不确定性,这是由于一些关键性数据缺乏造成 的,如符合各个国

14、家或地区实际情况的甲烷排放因子,及各个国家或地区准确的动物种类和数殳、粪 便处理系统种类和处理粪便的规模等。Salley等(1992)用下列公式估计在一年内某一地区(特定的气候条件)所有动物粪便的甲烷产 1:TM产尹$ MCFj - CAFj WS%TM= lTMt式中:TM,:某种动物i在一年内排泄的粪便的甲烷产量; TM:所有动物一年内排泄的粪便的甲烷总产量;V,:每年动物i排泄的易挥发性固体,单位:kg;Bj毎kg易挥发性固体(VSi)的煨大产甲烷駄单位:m)/kg;MCE:某种粪便处理方式(j)的甲烷转换系数;CAFj:某种粪便处理方式(j)的的气候校正因子;WS% :动物i的粪便经粪

15、便处理方式j处理的百分比.注:易挥发性固体(VSi)指在600Y时动物粪便总固体中被緘化且以气态挥发掉的的部分。动物粪便中易挥发性固体(VS)的产址由动物数播和更敏决定,公式如下:VS严 M TAM. vst式中:叫:某种动物的数蛍;TAM,:动物i的群体中具有代表性的体重,单位:kg; 阿:单位动物体重的平均年产易挥发性固体的就,单位:kg/kg.当缺乏ta儿和v®的准确数据时,可用下列公式估计ysj:式中:竺某种动物(i)的数量;瓯:毎头动物的平均年产易挥发性固体的联,单位:kg.Safley等在估计全球动物粪便的甲烷排放量时,有些数据不是很确切,是由专家估测的值,或经 过类比推

16、测的值,如发展中国家的VS、B°、MCF、CAF、MS%等。因此,最后对全球动物粪便的甲烷排 放总呈的估计有很大的不确切性。但有些结论还是颇符合实际情况的。Safley等总结岀如下结论:(1) 在各种动物中,非奶牛(肉用和役用)、奶牛、猪等三种动物产粪最多,其粪便的甲烷产虽占总 产量的百分比分别是:非奶牛:33%,奶牛:20%,猜:20%。(2) 粪便以液态形式处理,主要是厌氧发酵池、水冲清粪后粪便的储存(这类粪便处理方式多见于 集约化的动物养殖场),所产甲烷压约占总员的35%左右,但这些甲烷可以沼气形式作为燃料再利 用。(3) 粪便以固态形式处理,如放牧时粪便散落于草场、草原圈养时

17、粪便聚集在一起堆放保存,其 甲烷产虽约占总蚩:的60%左右,虽然这类粪便单位重量的产甲烷潜力很低,但由于其总试巨大,所以 其甲烷产量也不容忽视。(4) 世界范围内,冇三个地区的甲烷产量最大,分别是:欧洲(东欧和西欧)占全球动物粪便甲烷 总产量的40%,亚洲和远东地区,占23%,北美,占15%。李玉娥根据我国动物养殖业的实际情况对奶牛、非奶牛、水牛和猪等动物的粪便甲烷排放员采 用IPCC(1995)椎荐的方法2估算,其它动物的粪便的甲烷排放诫则采用1PCC(1995)推荐的方法1 估算。1990年中国动物粪便甲烷排放总曲为723.6 1066. OGg,排放竝最大於是猪粪.占排放总量的 75.4

18、% - 86.4% (见下表)。中国动物类便甲烷排放总的估算(1990)厉物类型动物数8(103)排放因子(切头a)排放 «10fg)妨牛26917.9521.39非奶牛785030.6651.81水牛216901.2827.76绍羊1128160.1011.65山羊972050.1312.51骆鸵4631.280.59驴、骤268660.6216.74马101741.2312.59猪3624081.49-2.4153L0-873.4家禽243391I0.01537.68总计723.6-1066.0(资料来源:李玉娥998)由于目前中国缺乏对甲烷生产潜力Bo、不同粪便处理方式的甲烷转

19、化系数MCF等的实测数据 及不同粪便处理方式的统计数据,因此李玉娥认为对中国动物粪便甲烷排放鱼的估算冇很大的不确“京津冀畜牧兽医科技创新交流会暨新思想、新观点、新方法论坛”论文11205定性。三、关于动物粪便甲烷排放的减排除动物粪便排放甲烷外,动物消化道内也有甲烷产生,并排放到大气中,在减少这种由动物引起 的甲烷排放方面.Ahlgrimm(2000)认为.改变发达国家人们的消费习惯.减少肉、蛋、奶尊动物性食品 的消费虽;增加高产动物的数量,减少低产动物数港;改善营养供给,满足动物的营养需要,从而提高 动物生产水平,减少动物饲养虽,是从根本上减少甲烷排放量的措施。单就减少动物粪便的甲烷排放 量而

20、言,利用动物粪便生产沼气做为能源利用,及动物粪便处理从液态改为固态,粪便贮留池表面用 塑料薄膜覆盖,都是已经过实践验证的很冇效的减排措施。印度(Prasad等.2000)、尼泊尔(Mendis 等,2000)在利用动物粪便生产沼气方面取得了很大成就.获得了许多宝贵的经验,我国对发展民用 沼气池也很重視,李玉娥等(2000)估计,通过沼气转化可减少动物粪便甲烷排放最的26% o但在实 际应用中,沼气产锻的稳定性塞、成本和维持费用髙等问题亟需解决。总之,要减少动物粪便的甲烷产啟,关键是减少厌氧环境产生的机会,采取的措施要达到如下目 的:减少粪便的水分含fit;增大粪便与氧的接触;防止粪便中有机质的

21、含凰增加;在高温情况下,缩短粪便贮的时间。参考文献(略)加大北京地区优质鸡生产 提倡福利型健康养殖模式耿爱莲刘华责(北京市农林科学院畜牧善医研究所北京油鸡研究开发中心北京100097)优质鸡生产是我国的一项特色产业,由于其注重鸡肉和鸡蛋品质,饲养周期长,品种和饲养环境 本土化,近几年发展势头良好。北京油鸡作为我国北方地区特有的优质鸡种,在优质鸡生产中占有重 要的地位。本文主要分析了目前我国优质鸡养殖生产现状、存在的问题以及北京油鸡研究发展现状, 提出了在北京地区优质鸡饲养应当采取福利型的健康养殖模式的观点,以推动和促进北京优质鸡的 健康可持续发展。1我国优质鸡生产现状1.1优质坞概念优质鸡是指

22、含有地方鸡种血缘,生长较慢,但肉质鲜美、风味独待,且具有一定外貌特征的地方鸡 种或仿土鸡。我国目前优质鸡品种(品系)丰富,如根据体貌特征区分的三黄鸡、青脚麻鸡、乌骨鸡、 矮脚鸡、小香鸡等;根据地域分布特征区分的北京油鸡、浙江萧山鸡、河南固始鸠、江苏鹿苑鸡、广东綾 烟鸡、清远麻鸡、福建河田鸡等;根据生长速度和口感区分的优质型、中速型、佚速型等。优质鸡生产 主要采取集中与分散管理相结合的方式,种鸡集中饲养,而商品鸡农户分散饲养,大多实行“公司加 农户”、“育种场加基地或养殖小区”的经营管理模式。动物粪便甲烷排放量的估算及减排作者:彭晓培,董红敏作者单位:彭晓培(北京农业职业学院畜牧兽医系北京102

23、442),董红敏(中国农业科学院环境与可持续发展研究所北京100081)1. 游玉波.董红敏 家畜肠道和粪便甲烷排放研究进展会议论文-20062. 游玉波.董红敏.朱志平.陶秀萍.陈永杏.You Yubo. Dong Hongmin Zhu Zhiping . Tao Xiuping . Chen Yongxing 堆 积肉牛粪便甲烷排放影响因子试验期刊论文-农业工程学报2008,24(12)3. 彭晓培.董红敏 动物粪便甲烷排放量的估算及减排会议论文-20064. 樊霞.董红敏.韩鲁佳.黄光群.Fan Xia . Dong Hongmin Han Lujia . Huang Guangqun

24、肉牛甲烷排放影响因素的试验研究期刊论文-农业工程学报2006,22(8)5. 樊霞.董红敏.韩鲁佳反刍动物甲烷排放预测模型研究现状期刊论文-农业工程学报2004,20(4)6. 张春梅.易贤武.苑志朋.刘建新反刍动物瘤胃甲烷的调控期刊论文-中国饲料2009(21)7. 朱海生.董红敏 猪舍氨气排放预测模型的研究现状会议论文-20068. 游玉波肉牛甲烷排放测定与估算模型的研究学位论文20089. 娜仁花.董红敏.陶秀萍.马瑞娟.习佳林.NA Ren-hua. DONG Hong-minTAO Xiu-ping . MA Rui-juan . XI Jia-lin不同类型日粮奶牛体外消化性能与甲烷产生量比较期刊论文-农业环境科学学报2010,29(8)引用本文格式:彭晓培.董红敏 动物粪便甲烷排放量的估算及减排会议论文2008

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