猪场里的“无声排放”

畜牧业的另一面：看不见的排放

随着全球人口的增长和生活水平的提高，肉类消费需求持续攀升，规模化养猪业迅速发展。然而，养猪业在生产过程中不可避免地面临动物死亡的问题，死猪处理成为养殖场管理的重要环节。不当的死猪处理方式会导致严重的环境污染问题，尤其是温室气体和恶臭气体的排放。死猪处理通常采用填埋、堆肥、焚烧和生物消化等。其中，堆肥法因其成本较低、操作简便等特点，被许多养殖场采用。然而，死猪堆肥过程中会产生大量的温室气体（如甲烷、二氧化碳）和恶臭气体（如氨气、硫化氢），这些气体不仅加剧全球气候变化，还会对周边环境和居民健康造成严重影响。

因此，如何有效监测和减缓死猪处理过程中的气体排放，成为养猪业可持续发展面临的重要挑战。在这一背景下，科研人员开展了一项实验室规模的研究，评估多种养殖场可用方法对死猪堆肥过程中气体排放的减缓效果。

为什么要关注病死动物处理？

很多人会疑惑：相比于养殖过程中的粪污排放、饲料利用效率低下，动物尸体的排放量应该不大吧？其实不然。在极端情况下，例如猪瘟暴发、禽流感暴发或自然灾害导致的大规模死亡，尸体处理就成了棘手问题。如果方法不当，不仅会增加温室气体排放，还可能造成病原扩散，危及公共卫生。因此，研究团队希望通过实验室模拟，找到更科学、更环保的处理方式。

研究目的：找到更环保的解决方案

1、量化排放——量化死猪堆肥过程中主要温室气体（二氧化碳、甲烷、氧化亚氮）和氨气的排放通量；

2、比较效果——评估三种添加剂对上述气体排放的减缓效率，哪种处理方式能有效降低排放？

3、提供参考——为养殖场的日常管理和政策制定提供提供经济有效且科学环保的数据支持。

研究方法：模拟+监测

为了排除干扰因素，研究团队选择了实验室模拟法，研究人员设计了实验室规模的死猪堆肥系统，使用塑料桶作为反应容器，每桶放置一头约15公斤的死猪，并添加秸秆作为碳源和膨胀剂。

实验设置了四种处理组,每组设置三个重复：

（1）对照组（仅死猪+秸秆）

（2）碱石灰处理组（死猪+秸秆+碱石灰）

（3）沸石处理组（死猪+秸秆+沸石）

（4）生物炭处理组（死猪+秸秆+生物炭）。

为了完整捕捉气体释放的动态变化，研究团队进行了长达91天的监测周期。

早期阶段：分解刚开始，容易产生氨气和部分温室气体；

中期阶段：微生物活跃，甲烷、二氧化碳排放达到高峰；

后期阶段：逐渐稳定，整体排放量下降。

长周期的设计保证了研究数据的完整性，使科研人员能够捕捉到整个分解过程的排放曲线，而不是片段化的信息。

气体排放的测量，是本研究最关键的部分。研究团队选用了：Picarro G2103 NH₃浓度分析仪和G2204 CH₄、H₂S高精度bet伟德娱乐手机版，原因有以下几点：

实时连续监测：Picarro基于CRDS技术，可以提供秒级别的高时间分辨率数据，让科研人员不错过任何一个排放高峰。

高灵敏度与稳定性：在ppb级浓度下依然保持高精度，避免了传统离线采样法带来的延迟和误差。

有了Picarro的加持，研究团队在整个91天周期内稳定获取高质量数据，并准确比较不同处理方式的减排效果。

研究结果：不同方法，不同排放

研究发现，死猪堆肥过程中产生了大量的CO₂、CH₄、N₂O和NH₃。排放动态显示，CO₂和NH₃主要在堆肥前期（0-28天）产生，而CH₄的排放高峰出现在堆肥中期（14-35天）。研究数据表明死猪堆肥是重要的温室气体和恶臭气体排放源。

三种添加剂均表现出一定的减排效果，但减排程度和目标气体有所不同，且无任何单一处理能同时显著削减温室气体与关键招虫化合物DMDS；现场应急需组合“密封+吸附+酸化/干燥"策略，并配合能封闭 DMDS 的容器或吸附技术，才能兼顾环境友好与生物安全。

对NH₃排放无显著降低，实测浓度与对照组接近；

对CH₄和N₂O仅有微弱减少；

对CO₂减排有显著效果，实测浓度显著低于对照组，推测因碱石灰通过干燥作用延缓尸体分解速率；

可延迟分解并减少渗滤液养分流失，但DMDS排放未减甚至最高。

CH₄浓度低于对照组，推测其多孔结构有利于甲烷氧化菌附着，促进CH₄氧化为CO₂；

对NH₃与N₂O减排均不显著，主要价值在于降低渗滤液养分流失和延缓分解过程。

N₂O浓度在各组中最低，对N₂O的减排效果最显著；

CH₄排放低于对照组；

NH₃减排不显著；总体表现为减缓分解并减少渗滤液碳氮流失。

展望未来

随着畜牧业规模化发展，病死动物处理将越来越受到重视。未来的研究可能会涉及：

更大规模的现场试验；

更多处理方式的比较；

经济性与环保性的综合评估。

但无论研究怎么拓展，精准的监测永远是不可或缺的一环，而这正是 Picarro 的优势所在。