生命周期评价的生猪规模化养殖环境影响分析.docx

青岛科技大学本科毕业设计（论文）题目基于生命周期评价的生猪规模化养殖环境影响分析指导教师张培栋辅导教师学生姓名王礼庆学生学号1309010103环境与安全工程学院环境科学专业131班2017年0月也日基于生命周期评价的生猪规模化养殖环境影响分析摘要近几十年来，我国畜牧业快速发展，取得了诸多瞩目成就，但随着产业的发展和规模化程度的不断扩大，畜牧业污染也使我国的生态环境承受者巨大压力。本文采用生命周期评价的原理，以一头出栏生猪（体重为IOOkg）为研究对象，对生猪规模化养殖进行环境影响评价。本文主要从农作物种植、饲料加工、饲料原料运输、生猪饲养、废物（粪便）处理阶段来建立数据清单。根据生猪养殖过程中排放的N2O、Co2、CH4、CO、NO3、SOX、NOx、SO2、NH3等污染物，将生猪规模化养殖造成的环境影响分为全球变暖、环境酸化、水体富营养化三类，计算得到环境影响潜值分别为769.2kgC2eqFU5.14kgSO2eq/FU>0.82kgPO43-eqFUo其中CO2对全球变暖的贡献最大占85%,主要与生猪饲养过程中呼吸排放有关。NE对环境酸化、水体富营养化的贡献最大，分别占53%和59%,主要与农作物种植和生猪肠道发酵有关。对三种环境影响潜值进行标准化和加权评估，酸化的环境影响负荷最大，其次是全球变暖，最后是水体富营养化，分别占总影响的55.65%、39.09%、5.25%o在生猪养殖的不同阶段中，种植阶段对环境的影响最大，占38.26%,主要与化肥的大量施用和农作物污染排放有关；其次是生猪饲养阶段，占35.38%,占12.83%,主要生猪代谢与柴油的消耗量有关。废物处理阶段和饲料加工阶段相对较少，分别占7.71%和5.84%,与处理工艺有关。关键词：畜禽养殖；生猪；规模化；生命周期评价Environmenta1impactana1ysisof1argesca1epigbreedingbasedon1ifecyc1eassessmentABSTRACTInrecentdecades,therapiddeve1opmentofanima1husbandryinourcountryhasmademanyachievements,butwiththedeve1opmentoftheindustryandtheexpansionofthesca1edegree,thepo11utionofAnima1husbandryhasbroughta1otofeco1ogica1environmentpressure.Inthispaper,withas1aughterof1ivepigsastheobjectofstudy,theprincip1eof1ifecyc1eassessmentwasusedtoeva1uatetheenvironmenta1impactof1arge-sca1epigbreeding.Inthispaper,the1istofdataaboutferti1izerproduction,cropcu1tivation,feedrawmateria1stransportation,pigbreedingandwastedisposa1wasconc1uded.AccordingtothepigbreedingprocessemissionsofN2O,CO2,CH%CO,NO3,SOx,NOx,SO2,NH3andotherpo11utants,theenvironmenta1impactofpigsca1efarmingisdividedintothreecategories:g1oba1warming,environmenta1acidificationandeutrophicationofwaterandtheenvironmenta1impactpotentia1was769.2kgCO2eqFU,5.14kgSO2eqFU,0.82kgPO43eqFUrespective1y.Amongthese,CO2havethegreatestcontributiontog1oba1warming,accountingfor85%,itismain1yre1atedtorespiratoryemissionduringtheprocessoffeedingpigs.ThecontributionofNH3toenvironmenta1acidificationandeutrophicationofwaterbodieswasthe1argest,accountingfor53%and59%respective1y,main1yre1atedtocropp1antingandpigintestina1fermentation.Afterstandardizedandweighted,acidificationisthemostimportantforenvironmenta1impact,fo11owedbyg1oba1wanning,andtheeutrophicationofwater.Thetota1impactwas55.65%,39.09%and5.25%respective1y.Duringeachphaseofthep1anting,thep1antingstagehadthegreatestimpactontheenvironment,accountingfor38.26%,main1yre1atedtotheheavyuseofchemica1ferti1izersandthedischargeofagricu1tura1crops,thebreedingstageofpigbreedingandtheperiodoffeedtransportationaccountsfor35.38%and12.83%respective1y,itismain1yre1atedtopigmetabo1ismandtheconsumptionofdiese1fue1.Thetreatmentphaseandfeedprocessingphasewerere1ative1yfew,accountingfor7.71%and5.84%,itismain1yre1atedtothetreatmentprocess.KEYWORDS：1ivestockandpou1trybreeding;Pig;Sca1e;1ifecyc1eassessment目录1前言11.1 研究的背景与意义11.1.1 研究的背景11.1.2 研究的意义11.2 生命周期评价21.2.1 生命周期评价的起源21.2.2 生命周期评价简介21.2.3 生命周期评价的意义31.3 生命周期评价在养殖业的国内外相关研究31.4 研究思路42生猪规模化养殖生命周期评价62.1 目标和范围的定义62.1.1 研究目标62.1.2 研究的范围62.1.3 功能单位的确定62.2 生命周期清单分析72.2.1 原料系统72.2.1.1 作物种植阶段72.2.1.2 饲料加工阶段82.2.13 原料饲料运输阶段82.2.14 殖系统92.2.15 物处理系统102.2.15.1 氧发酵阶段10223.2 沼气发电阶段10223.3 3沼渣沼液综合处理102.3 清单分析结果102.3.1 饲料作物种植阶段的清单分析102.3.2 饲料加工阶段的清单分析II2.3.3 饲料运输阶段的清单分析H2.3.4 生猪饲养阶段的清单分析112.3.5 废物处理阶段的清单分析122.3.6 清单分析结果122.4 环境影响评价132.4.1 生猪养殖污染物特征化分析132.4.2 影响潜值的标准化152.4.3 加权评估172.5 结果解释与比较172.5.1 结果解释172.5.2 本研究结果与Simpro8计算结果的比较183结论与建议213.1 结论213.2 建议21参考文献23附录25致谢261前言1.1 研究的背景与意义1.1.1 研究的背景畜牧业作为我国传统农业的组成之一，自古以来都在国民经济中占有重要地位，是社会发展的重要支柱。早在春秋时期我国便有了兽医科学，对猪、牛、羊等进行拴养、栏养和放养，还发明了阉割技术。畜牧业经历了历朝历代发展至今，已经成为了我国的支柱产业。畜牧业已经从主要以家庭为单位的小规模经营模式走出来，不断向着规模化，集约化，标准化的新型畜牧业转变。我国幅员辽阔，有着丰富的畜种资源，世界上的畜禽物种在我国都可繁衍，同时我国人口基数大，对肉奶禽蛋的需求量也大。自改革开放以来，国家大力支持畜牧业的发展，畜牧业产值不断增长，在农业的比重显著增加。2015年中国畜牧业总产值为29780.38亿元，占同年第一产业增加值的48.9%。我国畜牧业在满足人民需求，实现人民增收，促进国家经济发展起到了重要作用。近几十年来，我国经济实力增强，人民生活水平提高，对畜牧产品需求增加，再加上科学技术不断进步和国家政策的大力支持等因素，促使我国畜牧业快速发展。主要表现在规模化程度不断扩大，生产产品数量增多，产品质量不断提高。1980年，我国肉类总产量1205.4×104t,畜牧业产值354.2亿元。2015年，肉类总产量8625.041（）4t,畜牧业产值29780.38亿元，产值增加到了84倍。到2016年，畜牧业生产形式基本稳点，全年猪牛羊禽肉产量8364万吨。其中，猪肉5299万吨、牛肉717万吨、羊肉459万吨、禽肉1888万吨、禽蛋3095万吨、牛奶3602万吨2。目前，我国人均肉类产量已经居于世界前列。生猪养殖业在我国畜牧业中占有重要地位，猪肉产量在我国畜牧业产品产量占据第一位，同时我国是世界上猪肉生产和消费的大国，生猪出栏量居世界第一位。生猪养殖大体上分为规模化和散户养殖两种基本模式。年饲养数量方面，规模化至少在1500头左右，散户在300头以内；投入资金方面，规模化一般在80万以上，用于基础设施建设和种猪购置等，散户投入几万元以内，用于购置能繁育的母猪一头或数头；养殖设施方面，规模化配套完善的养殖设施，散户养殖设施简陋或缺乏。生猪养殖关系到国民生活，猪肉消费量约占我国城乡居民肉食类消费量的65%闾。我国生猪产业目前的发展状况可以归为以下几点：（1）饲养范围广泛，区域间存在差异。除新疆，西藏，青海，宁夏等地不适合饲养之外，各省市都有规模，数量不同的饲养量；（2）规模化程度不断提高。改革开放为生猪规模化养殖提供了条件。（3）散户养殖在仍然占据多数。生猪饲养业在我国是传统产业，生猪养殖一般是家庭经营的副产业，虽然散户数量比重下降，单还是占多数。112研究的意义近几十年以来，随着人们对畜牧产品需求的增加和畜牧养殖规模的不断扩大。由畜牧业带来的农业种植压力也越来越大，而我国面临农业资源紧张的问题，耕种面积不能满足当前的发展需要。并且，在生产过程中过度开发土地，农业种植使用化肥、农药、农用塑料薄膜对环境有重大影响。所以对畜牧业进行环境影响评估，确定饲料生产环节的环境影响，有利于在确保农业生态环境不被破坏，减少污染的情况下发展畜牧业。畜牧业在不断发展壮大的同时，其所带来的污染也越来越严重。畜禽排泄物的大量堆积，对大气、水、土壤造成严重危害。畜禽动物排放的CO2、COD、TN、TP、NH3-N等是导致全世界环境暖化、水体富营养化、环境酸化的重要原因之一。2006年联合国粮农组织发布的畜牧业长长的阴影环境问题与解决方案指