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牲畜粪肥管理

牲畜粪肥管理（英语：Manure management）指的是以环境可持续的方式收集、储存、处理和利用牲畜粪便（粪肥）的做法。这种粪肥可储存在各种设施中。粪肥可用animal manure，或是animal waste来表达，有液体、浆液或固体的形式。将其在田间洒布，数量达到增加土壤肥力，但又不会造成水污染或是让养分富集到无法接受的程度。这种管理是养分管理（英语：nutrient management）系统中的一环。

牲畜粪肥管理
在夏威夷，把夏威夷果壳和猪粪混合后做成堆肥，是牲畜粪肥管理的一例。
牲畜粪肥通常由粪便和垫草混合而成，如图中由马棚清理而来的即为一例。

粪肥若置于密闭空间，产生的气体会有让人窒息而亡的风险。[1]也有让人溺毙的风险。[2][3]

粪肥管理的相关风险

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毒性气体

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牲畜粪便会产生多种气体，包括4种主要毒性气体：硫化氢、甲烷、氨和二氧化碳。[4]在畜舍，特别是家猪和食用牛的养殖，把粪便留置在高架地板下是很常见的做法。在这类设施中，经常都有前述低浓度的有毒气体存在。[4]而在搅拌粪肥以均匀化，便于泵出的过程中，通常是有毒气体浓度最高的时候。此段时间内的浓度较易造成工作者和动物的健康问题。[4]

温室气体

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处理过程中会排放温室气体如一氧化二氮，而助长气候变化。[5]

致病物质

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牲畜粪便可能含有病原体或导致食物变质的生物，经过如苍蝇、啮齿动物或其他媒介的携带，有导致疾病或危及食品安全的风险。[6]

抗生素累积

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明尼苏达大学在2007年从事的一项研究[7][8]显示玉米、莴苣和马铃薯等食用植物会有抗生素累积的情事，这些作物都是种植在以含有抗生素的牲畜粪肥作为肥料的土地上。

硫化氢

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硫化氢（H2S）是种天然存在的易燃、无色和有毒性的气体。[9]硫化氢有其特有的臭鸡蛋味，虽然一开始会很刺鼻，但很快就让嗅觉麻木。[10]通常人们只能闻出低浓度的硫化氢。[9]硫化氢比空气重，在接近地面处移动，并会在低洼处聚集。[9]硫化氢的常用名称包括有氢硫酸（与水反应后的产物）、臭气（stink damp）和阴沟气（sewer gas）。[9]

硫化氢的来源

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温泉、原油和天然气中有天然硫化氢存在。[10]硫化氢也会在无氧条件下经细菌分解动物和人类排泄物，以及有机材料而产生（厌氧消化）。[9]硫化氢也是硫酸盐还原菌（英语：Sulfate-reducing microorganism）的常见代谢终产物，这类微生物在没游离氧的情况下把硫酸盐和碳氢化合物转化为二氧化碳和硫化氢。有多种产业会产生硫化氢，包括：天然气/石油钻探和精炼、污水处理、焦碳炉、制革厂和造纸厂。[10]硫化氢以杂质形式存在于碳氢化合物中，或是经由硫酸盐还原菌产生，这些微生物可“吃掉”甲烷或其他碳氢化合物，使用硫酸盐作为电子受体，类似于有氧代谢（参见呼吸作用）使用氧气的方式。

其他硫化氢的非工业来源有畜牧场地排放，和牲畜粪肥施用于土地时产生。[11][12]有项研究发现在深坑储存系统中搅动或混合猪粪时，猪舍内的硫化氢浓度有超过300百万分点浓度（ppm）的纪录。[12]在一项调查牲畜粪肥施用期间，对集合居住区中硫化氢浓度的研究，据报导，硫化氢浓度从未超过美国有毒物质和疾病登记署（英语：Agency for Toxic Substances and Disease Registry）中规定的急性暴露最大残留限量（英语：maximum residue limit）（MRL） - 70十亿分点浓度（ppb），并且在1分钟间隔中只有14个读数是高于中间暴露MRL - 20ppb的纪录。[11]目前数个美国猪肉生产者协会和赠地大学都强烈建议工作人员在搅动和泵送粪肥期间，猪舍须保持适当的通风，且人员在没配戴适当的装备和接受过适当训练情况下，不要进入粪肥储存区。[13]

影响

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急性

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硫化氢通常会被人吸入，但长期接触会刺激皮肤和眼睛，导致疼痛性皮肤炎和眼睛灼痛。[14]急性暴露的症状包括有恶心、头痛、平衡感障碍、颤抖、抽搐以及皮肤和眼睛刺激。[14]吸入高浓度硫化氢会失去知觉和死亡，原因是它会导致细胞缺氧。[14]硫化氢的典型气味阈值为0.01至1.5ppm，当浓度到100至150ppm左右时，会让嗅觉丧失。[15]在500到700ppm浓度下曝露30到60分钟内会导致死亡，700到1000ppm的浓度可在几分钟内导致死亡，而在1,000到2,000 ppm的浓度下几乎是瞬间即死亡。 [15]

慢性

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长期接触硫化氢会造成一些慢性健康问题，但其不会在人体内蓄积。[15]据报导，反复或长期接触会导致低血压、头痛、食欲不振、慢性咳嗽、眼膜发炎、体重减轻和共济失调。[15]

有关曝露的规定

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美国职业安全和健康管理局（英语：Occupational Safety and Health Administration）(OSHA) 和美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH) 针对硫化氢设定有职场建议曝露限值 (recommended exposure limits ，REL NIOSH) 和允许曝露限值 (permissible exposure limits，PEL OSHA)。[15]NIOSH对10分钟最大暴露的建议限值为10ppm，OSHA对一般产业（如农业、建筑业等）的建议曝露限值为20ppm，规定有强制执性效力。[15]NIOSH还列出100ppm为立即危及生命和健康的水平（immediately dangerous to life and health，IDLH） ，经曝露后，人的逃生能力会受干扰。[15]

参见

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参考文献

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  1. ^ Farm Owner and Son Asphyxiated in Manure Waste Pit--Minnesota. cdc.gov. 2014-10-15 [2023-09-29]. （原始内容存档于2023-03-28）. 
  2. ^ Mike Hellgren. Man, 2 Sons Found Dead In Kent County Manure Pit. 2012-05-24 [2023-09-29]. （原始内容存档于2021-09-20）. 
  3. ^ David Groves. Another dairy worker drowns in manure pit. The Stand. [2023-09-29]. （原始内容存档于2023-05-29）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 National Ag Safety Database - National Ag Safety Database. nasdonline.org. [2017-12-04]. （原始内容存档于2023-03-28）. 
  5. ^ Managing manure to reduce greenhouse gas emissions. www.agric.wa.gov.au. [2022-04-15]. （原始内容存档于2023-06-15） （英语）. 
  6. ^ Alegbeleye, Oluwadara Oluwaseun; Singleton, Ian. Food Microbiology https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0740002017310158?via%3Dihub. August2018, 73: 177–208 [2023-03-28]. doi:10.1016/j.fm.2018.01.003. （原始内容存档于2023-06-11）.  缺少或|title=为空 (帮助)
  7. ^ Staff. Livestock Antibiotics Can End Up in Human Foods. ENS Newswire. 2007-07-12 [2012-11-14]. （原始内容存档于2007-09-16）. 
  8. ^ Dolliver, Holly; Kumar, Kuldip; Gupta, Satish. Sulfamethazine Uptake by Plants from Manure-Amended Soil. Journal of Environmental Quality. July 2007, 36 (4): 1224–1230. PMID 17596632. doi:10.2134/jeq2006.0266. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 Pubchem. hydrogen sulfide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. [2017-12-04]. （原始内容存档于2017-04-02） （英语）. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 OSHA. OSHA Fact Sheet: Hydrogen Sulfide (PDF). OSHA. October 2005 [2017-10-25]. （原始内容存档 (PDF)于2021-01-13）. 
  11. ^ 11.0 11.1 Hoff, Steven J.; Harmon, Jay D.; Bundy, Dwaine S.; and Zelle, Brian C., "Hydrogen Sulfide and Ammonia Receptor Concentrations in a Community of Multiple Swine Emission Sources: Preliminary Study" (2008). Agricultural and Biosystems Engineering Publications. 86. http://lib.dr.iastate.edu/abe_eng_pubs/86
  12. ^ 12.0 12.1 Muhlbauer, Ross V.; Swestka, Randy John; Burns, Robert T.; Xin, Hongwei; Hoff, Steven J.; and Li, Hong, "Development and Testing of a Hydrogen Sulfide Detection System for Use in Swine Housing" (2008). Agricultural and Biosystems Engineering Conference Proceedings and Presentations. 145. http://lib.dr.iastate.edu/abe_eng_conf/145
  13. ^ Use Caution When Pumping Manure From Deep-pits | Iowa State University Extension and Outreach. www.extension.iastate.edu. [2017-12-04]. （原始内容存档于2014-05-06） （英语）. 
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 ATSDR - Medical Management Guidelines (MMGs): Hydrogen Sulfide Carbonyl Sulfide. www.atsdr.cdc.gov. [2017-12-04]. （原始内容存档于2021-02-19） （英语）. 
  15. ^ 15.0 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 Safety and Health Topics | Hydrogen Sulfide - Hazards | Occupational Safety and Health Administration. www.osha.gov. [2017-12-04]. （原始内容存档于2020-11-27） （美国英语）. 

外部链接

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