氧化鋅納米顆粒過濾對豬的生長性能及生產成本的影響
發布時間：2017-12-06
加氧化鋅減少硫化氫排放的方法占平均總生產成本40％，而用氧化鋅進行過濾的成本低于總成本4％，根據BernardoPredicala和AlvinAlvarado在大草原養豬中心2011年報中發表的文章稱。總結
本研究對氧化鋅納米顆粒添加與過濾的方法控制商業豬場硫化氫、氨氣以及異味排放的效果及其對豬的生長性能、糞便養分忒能夠以及生產成本的影響進行了對比。試驗采用傳統的養豬生產條件，具有代表性。
結果顯示，混合和過濾處理對豬的生長性能和糞便的養分特性沒有顯著影響。成本分析顯示，在100頭生長肥育豬舍采用空氣過濾會增加3.8％的總生產成本，而混合方法占平均總生產成本的40.2％，被認為成本過高，不實用。
簡介
大草原養豬中心先前的工作顯示，采用氧化鋅（ZnO）納米顆粒可有效控制養豬設施的硫化氫（H2S）、氨氣（NH3）和異味排放。為了評估這兩種方法在商業性豬場應用的可行性，就這兩種處理對豬的生長性能、糞便的營養特性以及生產成本的影響進行了研究。
方法
在商業性豬舍條件下，在豬舍磅秤上進行了試驗，對ZnO納米顆粒混合與過濾方式的效果進行了評估。試驗在PSC（大草原養豬中心）的兩個代謝室進行，每個代謝室飼養八頭豬，期初平均體重29kg。一間代謝室配置為正常豬舍（對照），另一間為處理室。
除監控異味與目標氣體（結果發表在PSC2010年報pp16-18）之外，還評估了處理對豬的生長性能，例如平均日增重和采食量、糞便產生率、耗水量和糞便特性。
豬舍磅秤試驗之后對納米顆粒在典型豬場當中的應用進行了成本分析。分析假定在整個生長肥育生產階段當中采用處理。這樣，在生長肥育舍的整個生產周期當中，對這方面的成本，- 包括材料（納米顆粒）和設備的購買、人工以及運營成本，- 進行了估算。然后將這些氣體與異味控制技術的成本與總生產成本進行對比。
結果與討論
對豬的生長性能與糞便營養特性的影響
在全部30天試驗期間，混合與過濾的處理的平均日耗水量和糞便產生率與對照組之間均無顯著差異（P>0.05），如表1所示。此外，處理組的平均日采食量（ADFI）和平均日增重（ADF）與對照組之間也沒有顯著差異（P>0.05）。
因此，這些結果顯示，采用ZnO納米顆粒進行混合和過濾的方法對豬的生長性能既沒有正面影響也沒有負面影響。
如預期，在試驗代謝室安裝ZnO納米顆粒過濾系統對收集到的糞便的特性沒有產生可檢測的影響。另一方面，在糞漿中加入ZnO納米顆粒造成鋅含量顯著升高，每kg升高1,654mg（P<0.05）；其它理化指標與對照組相比均無顯著差異（P>0.05）。盡管鋅含量升高，但仍處于美國環保局規定生物固體應用條件下的毒性限度（2,800mgZn/kg）之內（USEPA,1994）。
從初步評估來看，處理過的糞便用于農田施撒因該不會對作物產生負面影響，但仍需對施肥應用進行全面評估。
豬舍磅秤試驗中每個代謝室的糞缸中收集的糞樣。這些糞樣被送交商業性實驗室進行分析。
豬舍磅秤試驗中每個代謝室的糞缸中收集的糞樣。這些糞樣被送交商業性實驗室進行分析。
經濟可行性評估
在假定100-頭生長肥育豬的豬舍整個16周的生產周期（20-110kg）當中全程應用的前提下進行了成本分析。采用先前報導的豬舍磅秤試驗中的用量，16周生產周期當中所需的ZnO納 米顆粒的量，在混合法為68.67kg，在空氣過濾法為4.1kg。如表3總結，生長肥育期混合法應用ZnO納米顆粒需要大約67.20加元/頭肥育豬，而過濾法的ZnO納米顆粒成本大約為6.30加元/頭肥育豬。
成本分析結果顯示，ZnO納米顆粒混合法與空氣過濾發分別占估算的生長肥育階段總生產成本167.15加元（MAFRI，2010）的40.2％和3.8％。
總成本相對較高，尤其是對于混合法，因為成本估算中用到的參數來自豬舍磅秤試驗，而試驗中采取了措施有意產生出極高水平的目標氣體，換句話說，如果處理技術在這種極端的條件下仍然有效，那么在目標氣體水平較低的典型的豬舍條件下就更應該起作用。
在實際應用當中，可考慮適當降低成本，而不會顯著影響減排效果。在混合法當中，ZnO成本占處理總成本的98％（67.2加元當中的66.2），降低這部分成本可直接降低總成本。
ZnO成本取決于用量、使用頻度和每次清空糞坑之前的應用時間。因此，通過降低用量，例如降至1.5g/升，仍然能夠起到顯著降低H2S和NH3水平的作用，并且將使用頻度減少為每生產周期三次，那么總成本將能夠從67.2加元降至20.4加元。
同樣道理也適用于空氣過濾法；如果過濾材料安裝減少為兩次（也就是生產周期的第1周和第10周安裝），而不是四次，那么總成本可以從6.30加元降至4.10加元。
還應該指出，試驗中用到的ZnO納米顆粒是以很高的價格購買的試驗材料；最近有記載稱，當特定的納米材料獲得廣泛應用之后，
