臭味成倍增加，产生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚等多种低级脂肪酸等有恶臭的气体，造成空气中含氧量相对下降，污浊度升高，轻则降低空气质量、产生异味妨碍人畜健康；重则引起呼吸道系统的疾病，甚至造成人畜死亡。
（二）、国内外规模化肉牛场粪便处理方式研究
纵观国内外，随着畜牧业内部结构的进一步调整和优化，人们生活水平的不断提高，以及对膳食结构改善的迫切需求，牛肉的消费量在急剧增加，国际牛肉市场也越发活跃。随之而来的肉牛养殖业的粪便污染治理便成了一大难题，也是一项系统工程，过高的处理成本将成为各肉牛养殖场沉重的经济负担。为了节约成本、减少牛粪污染和使其资源化，并维持畜牧养殖业健康可持续发展，国内外的肉牛养殖场对牛粪的处理方式进行了各种尝试。
1．国外处理粪污的研究概述
自上世纪90年代，国外对肉牛粪便污染的严重性与危害性就有了深刻的认识。美国联邦水污染法中的规定侧重于对于畜禽场建设管理规定，超过一定规模的畜禽场，建场必须得到有关部门的批准许可后，才能建场。并且十分注重肉牛粪便的再开发与利用。在美国，肉牛养殖场甚至利用肉牛的粪污自行发电，供自己生产生活使用。日本采用立法严防肉牛粪便污染。先后制定了七个畜禽粪污处理与管理相关的法律法规，用“畜产公害”精确概括了肉牛粪便污染的危害性。这些法律法规比较有效与有名的有：《废弃物处理与清除法》、《恶臭防止法》和《防止水污染法》。日本明文规定：在城市规划地区，畜禽的粪便必须经过一系列的处理。一个牛超过800肉的养殖场排出的污水必须符合相关法律的规定。 欧洲的荷兰南部、比利时、德国西部的下萨克森州、丹麦、法国的布列塔尼亚等畜禽养殖业发达的地区也都为畜禽粪尿与废水造成的严重环境危害而困扰，因此纷纷通过法律及环境管理措施加强对畜禽养殖场粪尿及废水的处理、处置与综合利用。丹麦为了减少粪便污染，规定根据每公顷土地可容纳的粪便量，确定畜禽最高密度指标;施入裸露土地的粪必须在施用后 12 小时内犁入土壤中，在冻土或被雪覆盖的土地上不得施用粪便;每个农场的贮粪能力要达到贮纳 9 个月的产粪量[7]。荷兰畜牧业高度密集，全国每年约有 1/6 的畜禽粪过剩。为了防止
畜禽粪便污染，1971 年立法规定，直接将粪便排到地表水中为非法行为。 总之，国外的牛粪污染治理就是合理搭配生产布局，应用先进的科学技术和良好的管理体制，政府进行监督和管理。同时明确畜禽养殖业是农业的重要组成部分，养殖业的发展离不开种植业，种植业为养殖业提供饲料，养殖业为种植业提供充足的有机肥料的观念。将粪尿处理后，制成的有机肥料用于农田改善土壤质量，产生的沼气用于生产、生活的能量需要。从而达到粪污的综合利用，使其减量化、无害化、资源化、生态化，尽量实现零排放，真正地解决规模化畜禽养殖业的污染难题。
2. 国内处理粪污的研究概述
我国20世纪50年代所建的养殖场大都远离城镇和村庄，并有河流树林等天然屏障或挖掘了防疫沟。由于畜禽养殖场数量较少，规模较小，所以粪尿可及时施于农田，对环境污染小。到了20世纪80年代，为响应国家号召，各大城市郊区兴建了大量规模化养殖场，畜禽养殖业产生的污染日益突出，引起一些高校、科研院所和政府的关注和重视，并开展了一系列研究。国家环境保护总局自然生态保护司李远先生认为，应从实际出发，借鉴国外经验，以保护和改善农村生态环境为目的，以废弃物资源化和综合利用为根本，以环境容量为基准，以“目标责任制”为龙头，以减量化、资源化、无害化及实用、廉价为原则，合理规划、防治结合、强化管理，走具有中国特色的畜禽养殖污染防治道路。 (1)粪污处理技术和模式：
徐应明综合国内外对畜禽排放污水所采用的治理技术、达到的各项指标及中国目前的经济状况、技术条件，提出了畜禽养殖行业排放污水的生化指标值、卫生指数和恶臭标准；张忠祥提出的技术控制措施为运用生物技术与生物工程综合利用排泄物，使之厌氧发酵，利用沼液、沼渣和沼气，形成畜禽养殖与农业种植与副渔业紧密结合的物质内在循环的模式；杨修在对种植业和养殖业做出投入一产出分析的基础上，建立种养优化结构模式；石军(2002)通过营养调控的手段从源头控制和调节动物的营养代谢，减少污染物的排放；李建华(2004)提出清洁生产是解决畜禽污染的有效途径；王凯军(2004)分析总结了国内外的粪污处理技术、设备和模式，例如能源环保模式、生态工程模式等。昝林森(2007)利用蚯蚓生物处理方法，同自然堆肥作对比试验，研究了两种处理对畜禽粪便氨气产量的
影响，经蚯蚓生物处理后的畜禽粪便氨气产量明显降低，因此，利用蚯蚓促进畜禽粪便转化利用是发展循环经济、治理畜禽粪便污染、变废为宝的一项新技术。 （2）法律法规来规范畜禽排泄物处理。
1996年，农业部《关于“九五”期间加快能源环境工程建设的通知》提出：新建畜禽场等农业企业要根据《国务院关于迸一步加强环境保护工作的决定》精神，对粪便、污水的治理要做到同步规划、同步设计、同步建设，治理费用不低于总投资的10％；2001年3月20日，国家环境保护总局下发了《畜禽养殖污染防治管理办法》，同年11月28日，国家质量监督检验检疫总局与国家环境保护总局联合下发了《畜禽养殖业污染物排放标准》，对现有畜禽养殖场的环境污染治理提出了限期达标排放、搬迁等治理方案。2006年7月1日起实施的《中华人民共和国畜牧法》第四十六条指出：畜禽养殖场、养殖小区应当保证畜禽粪便、废水及其他固体废弃物综合利用或者无害化处理设施的正常运转，保证污染物达标排放，防止污染环境。畜禽养殖场、养殖小区违法排放畜禽粪便、废水及其他固体废弃物，造成环境污染危害的，应当排除危害，依法赔偿损失。国家支持畜禽养殖场、养殖小区建设畜禽粪便、废水及其他固体废弃物的综合利用设施。从国内外研究现状可以得出如下结论：目前各个国家和地区都已高度重视畜禽养殖业污染问题，并已纷纷采取了相应的措施来加以治理和控制。但是，目前大多数国家所采取的办法都是从技术角度进行治理和控制，并主要颁布一些法律法规来加以约束，对畜禽排泄物处理进行经济分析与预测方面研究甚少，因此，在该领域的研究还有广阔的空间。
三、规模化肉牛场粪便养分、处理模式及成本效益分析
（一）肉牛粪便养分分析
牛粪本身是一种很好的生物质资源。同其它禽畜类粪便一样，牛粪中也含有大量的矿质元素(如表5—1)和丰富的营养物质(如表5—2)。牛粪质地细密，含水较多，分解慢，发热量低，属迟效性肥料。从养分含量来看，牛粪中的矿质元素和营养物质大部分含量均较其他禽畜粪便低，有机质含量与鸡粪相近，只有铁元
素和粗纤维、粗灰分以及无氮浸出物含量相对较高。但其产量高，总量大，因此矿质元素和营养物质总最也相对较多。牛粪除富含大量有机质和氮磷钾及其它微量元素等丰富的营养物质外，还含有各种生物酶和微生物。据测定，肉牛干粪中含粗蛋白质10%～20%、粗脂肪1%～3%、无氮浸出物20%~30%、粗纤维15%～30%，是一种极有价值的资源9。通过不同的处理技术和工艺，可生产出多种无害化、资源化、高效性的增值产品，在防治环境污染的同时也能获得良好的经济效益和社会效益。
表5—1几种禽畜粪便中矿质元素含量比较
Tab．5—1 Compare of the several mineral elements content of livestock
nlallure
粪便
全磷
全钾
钙（%） 镁（%） 铜（mg 锰（mg 铁（mg 锌（mg
·kg） ·kg） ·kg） ·kg）
1.84 2.50 7.78
0.46 0.08 0.56
31 455 124
147 177 316
1340 455 1226
242 569 349
（%） （%）
牛粪 猪炎 鸡粪
0.78 1.33 1.22
O.98 1.00 1.40
注：各元素含量均为干物质比
表5—2几种禽畜粪便中营养物质含量
Tab．5—2The nutrient substance content of several poultry manure 粪便
有机质（%）
牛粪 猪粪 鸡粪
66.2 77.0 68.3
1.7 2.9 2.8
全氮（%） 粗蛋白
粗脂肪
粗纤维（%） 32.5 21.0 12.7
粗灰分
无氮浸
质（%） （%） 12.9 20.0 28.8
1.3 3.8 2.7
（%） 出物（%） 25.5 18.7 21.5
36.2 36.5 31.5
注：各元素含量均为干物质比
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董淑红．畜禽粪便再生饲料资源的开发与利用[ J]．广东饲料，扬州大学文汇路校区动物科学与技术学院，2009，12（18）：33-34
肉牛养殖场的粪便实质上是一种宝贵的饲料或肥料资源。粪便中含有大量的氮、磷等营养物质，通过加工处理可制成优质饲料或有机复合肥料，从能源和肥料角度初步测算，19×108 t粪便相当于约0．7×108 t标煤或近1×108 t有机肥料，开发利用畜禽粪便不仅能变废为宝，解决农村用能问题，而且可减少环境污染，防止疫病蔓延，具有较高的社会效益和一定的经济效益，是保证我国农业可持续发展的重要资源。
我国规模化肉牛养殖业风险大、利润低，不能简单的依赖末端治理手段来解决肉牛粪便污染问题。国家环保总局早在2001年3月下发的《畜禽养殖污染防治管理办法》中要求“养殖业的环境治理应该采用综合利用为主，无害化、资源化、减量化的原则为辅”。同年12月，又颁布了《畜禽养殖业污染物排放标准》，详尽的提出“肉牛养殖业应通过粪便还田或其他生态环保措施加强肉牛粪便的综合治理与利用，实现其排泄物的可循环化”等一系列要求。因此，我国肉牛养殖场粪便处理及污染防治有以下几种方法：
1. 干燥法
干燥法是指利用太阳能、风能、机械、燃料等减少肉牛粪便中的水分，利用高温灭菌并达到除臭的效果。经过干燥后的肉牛粪便还有大量有机质和氮、磷、钾等植物必需的营养元素，这不仅大大降低了污染环境的机率，还可被加工成各种饲料或肥料，提高经济价值。在我国20世纪90年代，干燥被广泛用于肉牛粪便的处理模式中。在国外，日本、荷兰、澳大利亚、加拿大等国将肉牛粪便干燥后作为可再生饲料用于养殖鱼、蚯蚓等。美国西部的养殖公司将脱水除臭的肉牛粪便同饲草及酵母混合发酵制成再生饲料进行出售。干燥法主要以下几种分类： (1)日光干燥法。
是一种利用太阳能自然干燥的肉牛粪便处理方法，在晴天将鲜牛粪摊在塑料布上或直接摊在水泥地上，经常翻动，利用太阳光对其进行干燥杀菌，在其自然干燥之后粉碎加入到饲料中以供饲喂。在太阳光的照射下，大约四十天便可完成干燥发酵过程。该方法具有投资小、易操作、成本低等优点，但此法受天气及季节影响大，对环境也有较大污染，且具有占地面积大、处理规模小、生产效率低、不能彻底灭菌等缺点。