饲料安全与环境污染

饲料安全与环境污染 张利庠 纪海燕 发表于《环境保护》2007年第1期 摘要：饲料不仅仅是通过食品影响到人类的健康，在饲养牲畜的过程中饲料的安全性也会极大的影响到我们的生存环境。饲料通过转化成牲畜的粪便来污染环境，其中土壤污染是最严重最难治理的污染。饲料中过量的添加剂和氮磷的含量及霉变后产生的大量病菌都会给环境带来极大的危害。本文从饲料安全与环境污染的角度再次阐述了饲料安全的重大意义。 关键词： 饲料安全； 土壤重金属污染；饲料添加剂

一、引言 饲料安全是指饲料产品在生产、加工、运输及饲养动物转化为畜产品的过程中、对动物健康和正常生长、生态环境的可持续发展、人类健康和生活不会产生负面影响的特性。饲料安全深深的影响着人类生存的健康和环境。近年来国内学者对此做过很多研究，并有大量成果出现：白韵如（2000）从法律法规角度研究了循环经济下饲料安全等相关问题；邹成义等（2000）从突发事件对饲料安全影响角度涉及到这一问题；张子仪（2001）提倡我国饲料工业应建立起与国际接轨的标准化体系从饲料生产和监管的各个环节来保证饲料安全；胡江林（2003）讨论了我国加入世界贸易组织后对我国饲料安全体系影响问题；顾宪红（2003）、万文根（2004）、张正新（2004）、王军（2004）等人分别曾撰文详细探讨过饲料安全的主要影响因素，并在此基础上，结合我国饲料业发展的实际状况，提出了主要控制对策；柏凡（2004）则通过大量的检测数据对我国的饲料安全管理工作做了宏观方面的整体评价。上述学者对饲料安全多方面的研究，对本文的写作有重要借鉴价值。 饲料不仅仅是通过食品影响到人类的健康，在饲养牲畜的过程中饲料的安全性也会极大的影响到我们的生存环境。改革开放后，我国饲料业和养殖业不断壮大。2003年我国工业饲料产量达8780万吨，成为我国工业的第十五大产业，现已是全球排名第二的饲料大国（仅次于美国）。与此同时，我国养殖业也越来越呈现规模化、区域化、专业化的趋势。这会使饲料对环境的影响变得更加重要。了解饲料与环境的关系有助于我们进一步重视饲料的安全性，更有效的保护我们的环境。国内学者绝大多数从人类健康的角度探讨饲料安全的问题，虽然均有提到饲料安全对环境的影响，但都只做了简要的分析。本文将用可持续发展的观点从环境污染的角度系统地论述饲料安全的重大意义。 二、饲料安全对环境的影响 从近年来全国及各地饲料质量监督抽查发现的情况看, 我国目前的饲料安全形势不容乐观。饲料生产、经营和使用中添加违禁药品，超量、超范围使用药物饲料添加剂和兽药，饲料及养殖产品中药物、重金属及其他有毒、有害物质超标是现阶段饲料安全中最突出的问题。这些问题都给环境造成了极大的危害。 饲料对于环境的影响是多方面的，主要途径的是通过转化为牲畜的粪便来进行污染。其中土壤污染是饲料对环境最为严重的污染，同时也是最难治理，破坏性最持久的污染。其次是水体污染。 （一）、饲料中过量的微量元素添加剂对环境的危害 不安全的饲料对土壤的污染最主要来自饲料中广泛使用的含有铜、锌、铁、砷、磷等化学元素的添加剂。适量的微量元素能够补充动物营养需求的不足，有效的改善猪的生产性能和胴体品质。铜可以明显的促进牲畜的生长；锌在仔猪饲养中可以防止腹泻；有机砷除了活血、促代谢、促生长的作用外，还具有增进色素沉积的作用，能使皮肤红润和毛色光亮。但现在我国的畜牧业过于盲目强调微量元素的作用。自从国外报道微量元素具有上述效果后，饲料中铜、锌、砷等的添加量就日渐增高。从监测部门的监测结果来看，很多企业存在违规超高量添加这些微量元素的现象。例如5ppm的铜是猪的正常需要量，50ppm就属于高铜，可有些饲料中铜的含量竟高达200ppm。滥用微量元素添加剂是我国饲料安全的一个非常严重的问题。 而实际上，猪的饲料中所添加的这些微量元素只有极小部分能被吸收，绝大部分仍以粪便的形式释放到环境中。以铜为例，据关受江等（1995）报道，饲喂高Cu（CuSO4）（150 mg/kg 、200 mg/kg 、250 mg/kg 和300 mg/kg）日粮的猪，每天由粪便排出的Cu分别占食入量的98.95%、97.86%、87.3%和96.06%，十分惊人。由于我国养殖业仍然是以散户为主。他们一般是将牲畜的粪便撒到田里做肥料用，几乎没有经过任何的处理就直接释放到土壤里。而土壤对于重金属的吸收是十分有限的，上述的排放量显然已经远远超出了规定的标准（详见下表），成为一个比较重要的污染源。

重金属种类 环境污染标准(mg/kg) 一般植物忍受范围(mg/kg)* 铜(Cu, Copper) 60 ----- 锌(Zn, Zinc) 200 ----- 砷(As, Arsenic) 20 2 重金属的土壤污染往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。而且重金属在土壤中不容易扩散和稀释，会不断积累而超标。更为严重的是重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，被某些重金属污染的土壤甚至可能要100～200年时间才能够恢复。这些高浓度重金属对土壤的污染具有隐蔽性、累积性和不可逆转性，治理成本较高、周期较长，十分困难。可见饲料中过量的微量元素对于土壤的破坏是十分致命的。 饲料中过量的微量元素对土壤污染的机理主要是引起土壤的组成和性状发生改变，破坏其原有的基本功能，降低土壤酶的活性，导致土壤微生态的异常。当这些元素通过在土壤——植物中迁移转化，经过食物链的积累和放大作用，将对生物产生更大毒害。以砷为例，一个10万只肉鸡场若连续使用有机砷促生长剂15年后周围土壤中的砷含量就会增加1倍。那时当地所产的大多数农产品的砷含量都将超过国家标准，而无法食用。据张子仪测算（1997），按FDA（美国食品及药物管理局规定）允许使用的砷制剂的用量计算，一个万头猪场5～8年就可能排出1吨以上的砷。据刘更另（1994）报道，土壤中的砷含量每升高1mg/kg,则甘薯块中的砷含量会上升0.28mg/kg。据测算，当土壤中砷酸钠加入量为40mg/kg时，水稻减产50%；达到160mg/kg时，水稻不能生长；当灌溉水中砷含量达到20mg/kg时水稻颗粒无收。 当大量重金属进入土壤后，土壤和植被中重金属的含量也相应大量增加。Feenstra等（1993）用富含Cu的猪粪水（含Cu700-3000 mg/kg）给草地施肥，收获的干草其Cu含量达到42mg/kg，绵羊采食后即发生中毒死亡。含高浓度必需微量元素的粪便一旦污染水源，也将产生巨大危害，可降低水体自净能力，使水质恶化，水生物死亡。鱼类对高铜敏感性远远超过哺乳动物，尤其是游离的Cu，更是致命的。对鱼来说，96小时的半致死量为0.1mg/kg。另外，粪便是较好的有机肥料，但如果Cu、Zn和Sn等必需微量元素含量较高则其利用率将大大降低，原因是粪便中的高铜是短期应激因子（碱性高、缺氧和高铜等）之一，可抑制或杀死分解有机物的细菌，减少粪便的分解速度。 饲料中易添加过量的微量元素的原因主要是因为这些元素确实能起到效果，且价格便宜。包括维生素在内仅约为配合日粮成本的5％。价格低廉而又效果显著，追求生产效益的心态往往导致使用过量。饲料中的高铜高锌现象已经引起了很多国家的注意。如加拿大，国家饲料协会将日粮中Cu和Zn的最大限量分别规定为125mg/kg和500mg/kg。荷兰考虑到环境保护需要，不再允许在日粮中使用高Cu和高Zn作为促生长剂。日本则规定上限：哺乳期仔猪（30kg以下）配合饲料中Cu为125mg/kg，Zn为120mg/kg；生长猪（30~70kg）配合饲料中Cu为45mg/kg，Zn为55mg/kg；肥育猪（70kg以上）配合饲料中Cu为10mg/kg，Zn为80mg/kg。我国在《饲料卫生标准》中，对此也有相关规定。但是在执行中没有落到实处。 （二）、饲料中的过量的药物添加剂对环境的危害 饲料药物添加剂是指为预防、治疗动物疾病而掺入载体或稀释剂的兽药的预混物,常用的药物添加剂主要有抗生素和驱虫剂等。特别是抗生素作为饲料添加剂的历史已久。它不但能杀死、抑制病原微生物，而且能刺激畜禽生长，提高饲料的利用率，在促进畜牧业发展上起了不可磨灭的作用。近20年来，兽药的使用，尤其是添加于饲料中的添加剂的种类愈来愈多样化，除抗生素添加剂和抗寄生虫药物添加剂外，还有抗霉剂、抗氧化剂等。这些化学物质通过各种途径进入动物体内后，最终都以原形和代谢物形式排出体外。在饲料中长期大剂量使用抗生素会引起非常不良的后果。当动物体内排出的化学物超过环境的自净能力时，就会对生态环境造成影响。 首先是破坏正常微生物群，导致微生态平衡失调。例如经动物粪便排出的各种抗生素及其代谢产物在堆肥过程就可能抑制粪便中的某些微生物以及某些昆虫的生长。残留于粪便中的抗菌药若在环境中不能被完全降解，则会破坏水和土壤中微生物的平衡。又如阿维菌素类药物因其广谱抗寄生虫作用，能够影响粪便中昆虫的生物量，势必会对粪便分解产生影响，进而影响土壤环境。 另一个重要影响是促进耐药菌株的增加，产生耐药性。有资料表明，链霉素、土霉素可以在环境中蓄积，并被植物的根吸收，在植物中保留很长时间的抗菌活性；又如林可霉素、泰乐菌素能引起环境中的耐药沙门氏菌的数量大大增加。 同时饲料中抗生素的残留问题也日益严重。其被动物吸收后，可在肉、蛋、乳等动物产品中残留，且通过一般的食品烹饪方法不能完全使其分解，从而对人产生毒副作用。而对于牲畜来说则表现为免疫功能降低，抵抗力下降，更易感染疾病。在预防与治疗时只能提高使用量，从而引起恶性循环。近几年来，因肉仔鸡体内药物残留太多而出口日本的量大幅度下降，给畜牧业带来严重的损失。 （三）、饲料中过量的氮磷含量对环境的危害 除了重金属污染外，添加过多的微量元素通常还会导致日粮的氨基酸平衡不好或蛋白质水平偏高，多余或不配套的氨基酸在体内代谢分解后将随尿液排出体外。这就造成了畜生粪便的氮磷污染。植物性饲料原料中大约有2/3的磷以植酸磷的形式存在，由于单胃动物缺乏分解植酸盐的酶，饲料中的植酸磷难以被机体消化吸收而随粪便排出体外。 这些氮和磷进入土壤后，转化为硝酸盐和磷酸盐。当土壤中的氮蓄积量过高时，不仅会对土壤造成污染，而且会使土壤表面有硝酸盐渗出，通过土壤冲刷和毛细管作用还会对地下水造成污染。硝酸盐如转化为致癌物质污染了作为饮用水源的地下水，将严重威胁人体健康。而这种地下水污染通常需要300年才能自然恢复.。地表水被污染后，除了大量孳生蚊蝇和其他昆虫外，对渔业的危害也相当严重。大量的氮磷物质会造成水体的富营养化，使一些鱼类不能利用的低等浮游生物——藻类和其他水生植物等生物群体大量繁殖。这些生物死亡后产生毒素并使水中溶解氧大大减少，导致水生动物缺氧死亡，进而，由于死亡生物遗体的腐败，水质进一步恶化。这种受到污染的水，不仅不能饮用，即使作为灌溉水也会使水稻等作物大量减产。 （四）、饲料中的有害物质和病菌对环境的危害