《Poultry Science》：Carbon Footprint and Environmental Impact of Poultry Manure Valorization as Organic Composts
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本研究针对禽类粪便不当管理导致的温室气体排放和环境污染问题，系统评估了传统堆肥(CC)和高温微生物分解(HMD)两种禽粪资源化技术的碳足迹与环境影响。结果表明，虽然HMD将堆肥周期从40天缩短至7天，但其碳足迹(801 kg-CO2e/Mt)比CC(684 kg-CO2e/Mt)高17%，且在多类环境指标上表现较差。研究强调需在追求效率的同时优化能源结构，为循环农业提供重要决策依据。
随着全球禽类养殖规模的不断扩大，禽类粪便的处理已成为不容忽视的环境挑战。据统计，全球每年产生的鸡粪量高达11.12亿吨，这些富含氮、磷、钾的有机废弃物若处理不当，不仅会导致温室气体排放，还会造成水体富营养化、资源浪费等一系列环境问题。将禽粪转化为有机肥料是实现农业循环经济的关键路径，但不同的处理技术其环境效益究竟如何，尚缺乏系统评估。
在这项发表于《Poultry Science》的研究中，台湾大学的研究团队对两种主流的禽粪处理技术——传统堆肥(Conventional Composting, CC)和高温微生物分解(High-temperature Microorganism Decomposition, HMD)进行了全面的生命周期评估(Life Cycle Assessment, LCA)。研究发现，虽然HMD技术大幅提升了处理效率，但其环境代价却不容忽视。
研究团队采用生命周期评估方法，基于台湾屏东和台南两家禽粪处理厂的实地数据，对两种技术从原料处理、运输、有机肥加工到废弃物处理的全过程进行了系统分析。功能单位设定为"生产1公吨有机肥料"。通过碳足迹计算和多种环境影响类别评估，结合敏感性分析，全面揭示了两种技术的环境表现。
碳足迹分析
研究显示，CCOF(传统堆肥有机肥)的碳足迹为684 kg-CO2e/公吨，而HMDOF(高温微生物分解有机肥)为801 kg-CO2e/公吨，高出约17%。两种技术中，直接排放特别是甲烷(CH4)都是主要贡献者，在CCOF中占87.1%，在HMDOF中占70.3%。甲烷主要在不完全好氧条件下产生，因此充分的通风和定期翻堆是减少排放的关键策略。
值得注意的是，HMDOF系统中电力相关排放显著更高，其电力消耗是CCOF的40倍，这主要源于自动化控制系统和负压运行模式的能耗需求。按排放类别分析，HMDOF在类别2(能源与资源消耗)和类别4(上游制造)的排放分别比CCOF高5.7倍和7.5倍，凸显了电力消耗是造成两者环境差异的主要因素。
环境影响分析
除了碳足迹，研究还评估了酸化、淡水生态毒性、化石资源使用、水体使用和陆地富营养化等多个环境影响类别。HMDOF在所有评估类别中都表现出更高的环境影响，特别是在水体使用方面，HMDOF的影响是CCOF的50倍，酸化影响是8倍。电力消耗和硫酸使用是造成这些差异的主要原因，其中电力在HMDOF的淡水生态毒性中贡献54%，在化石资源使用中贡献87%。
研究还发现，虽然微生物添加剂在碳足迹中贡献不足1%，但在其他环境类别中影响显著，分别贡献淡水生态毒性的21%、水体使用的10%和陆地富营养化的10%。这表明评估环境表现时需要多角度综合考虑。
敏感性分析
敏感性分析显示，CCOF对环境影响的波动主要受堆肥排放变化驱动，当堆肥排放变化±20%时，碳足迹、酸化和陆地富营养化变化12-19%。相反，HMDOF对电力消耗变化更为敏感，电力使用±20%的变化会导致各类环境影响8-17%的波动，其中化石资源消耗是最敏感的类别。
技术比较与展望
研究还将堆肥技术与厌氧消化(Anaerobic Digestion, AD)、热解(Pyrolysis)、水热液化(Hydrothermal Liquefaction, HTL)等禽粪资源化技术进行了对比。发现虽然HMD在处理效率上具有优势，但其较高的环境代价表明需要在效率与可持续性之间寻求平衡。特别是将热化学过程与发电结合，通过替代化石能源电力，可以实现较低甚至负数的碳足迹。
研究表明，传统堆肥虽然处理周期较长，但在多类环境指标上表现更优，体现了其环境可持续性优势。而高温微生物分解技术虽然提升了处理效率，但必须解决能源消耗问题，转向绿色能源或优化能耗结构，才能真正实现环境友好型禽粪资源化。
这项研究为禽粪管理策略的选择提供了重要的科学依据，强调了在追求技术效率的同时必须综合考虑全生命周期环境影响，对推动农业循环经济发展和实现可持续发展目标具有重要意义。研究结果提示政策制定者和产业界，禽粪资源化技术的选择需要基于全面的环境评估，而非单一的技术效率指标。
