《Sustainable Chemistry One World》：Circular pig waste management in Vietnam: A practical model for emission reduction and resource recovery
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摘要越南东南部的集约化养猪业产生了大量未经处理的废物，导致水污染、异味和温室气体排放。本研究提出了一种适合该地区社会经济背景的循环价值链（CVC）模型，通过具有成本效益且可扩展的堆肥技术将猪粪转化为有机肥，以实现资源回收。研究采用混合方法，整合了来自 18 个养猪场的实地调查
摘要
越南东南部的集约化养猪业产生了大量未经处理的废物，导致水污染、异味和温室气体排放。本研究提出了一种适合该地区社会经济背景的循环价值链（CVC）模型，通过具有成本效益且可扩展的堆肥技术将猪粪转化为有机肥，以实现资源回收。研究采用混合方法，整合了来自 18 个养猪场的实地调查、与 12 名利益相关者的咨询以及 8 名专家的访谈，以评估当前的做法和障碍。CVC 模型将养猪场、废物处理商、微生物供应商、肥料生产者和农作物农场连接在一个闭环系统中。主要研究结果表明，提出的 CVC 模型可以将温室气体排放减少高达 93.3%，并满足农民的优先事项，包括降低成本（83.3%）和更有效的废物管理（72.2%）。利益相关者普遍愿意采用该模型，前提是可获得财务和技术支持。这些结果为越南提供了具体的、基于证据的杠杆——在政策、技术和农民行为方面——以推进其绿色增长和 2050 年净零排放承诺，该方法应推广至其他面临类似废物管理限制的发展中国家畜牧业部门。
引言
养猪业废物——包括粪便、污水和有机残留物——在循环经济框架中被越来越认可为一种战略资源。这些废物流不仅仅是被视为污染物，它们为能源生成、营养回收和有机肥生产提供了重要机会。最近的研究将养猪业废物分为六个关键组成部分：粪便和死亡动物，污水，有机物，固体废物，富含营养的污水以及区域废物管理系统，每个部分都需要特定技术以实现高效的资源回收 [10], [15], [24]。表 1 总结了这六个组成部分的资源回收路径、价值潜力和技术要求。
如表 1 所示，堆肥是管理粪便和死亡动物的有效且可扩展的方法，可产生适合农作物施用的稳定有机肥，并显著降低环境风险。在优化条件下，堆肥可以使甲烷排放降低高达 50%，使其成为固体粪便最气候友好的处理策略之一 [10]。养猪业污水可通过人工湿地、气提或好氧系统进行处理，以实现基本污染物去除并实现水回用，尽管如果没有高级升级，效率仍然有限 [24]。相比之下，有机物（如饲料残留物和污泥）可以通过厌氧消化或生物干燥进行处理，以产生沼气并减少废物体积 [15]。固体废物部分非常适合热化学处理方法——包括热解、气化和燃烧——这些方法既能发电又能生产作为土壤改良剂的生物炭。然而，这些过程需要高温系统、严格的排放控制和大量的资本投资 [15]。在所有组成部分中，富含营养的污水提供了最高的资源回收潜力。膜分离、厌氧氨氧化、微生物燃料电池和基于微藻的系统等先进技术可以同时回收营养和能源。然而，这些方法需要专业的基础设施、技术专长和持续的过程优化 [24]。在区域层面，集中式生物质能源系统已被证明能够增强环境可持续性和经济可行性。当与高效的废物收集和运输物流相结合时，此类系统每吨处理废物可产生高达 48.5 元人民币的经济回报 [16]。
几项实证研究强化了此类资源回收路径的农艺和经济可行性。Song 等人 [17] 表明，牲畜来源的营养物质在中国农田中被有效吸收，提高了作物生产力。同样，Tam 和 Vrijmoed [18] 证明，生物床系统中的微生物接种显著改善了猪粪中的营养保留和转化。这些发现共同将猪废物重新定义为农业和能源生产的可行投入，而不是需要处置的污染物。
在越南，牲畜废物作为资源的潜力仍然严重未得到开发。根据 Xuan [23] 的说法，该国每年产生约 8000 万吨牲畜废物，其中养猪业占 30.3%，相当于 2424 万吨。其中，估计有 36% 未经处理直接排放，每年导致约 610 万吨二氧化碳当量排放，主要来自氧化亚氮和甲烷。全国生猪存栏量为 2770 万头，分布在超过 1200 万个小型农场中 [5], [9]。除了气候影响外，这些排放还会恶化空气质量、污染水源并降低土壤肥力，对环境和公共健康产生直接后果 [14]。
包括胡志明市、同奈、平阳、巴地 - 头顿、西宁和平福在内的东南部地区是越南集约化程度最高的养猪区。然而，该地区 42.4% 的猪废物未经处理直接排放，超过了全国平均水平 [23]。据报道，农场附近 NH?、H?S 和 CH?SH 浓度升高，损害空气质量并引发异味投诉 [7]。高密度育肥栏的废水也表现出 COD、铵、硝酸盐和总氮水平升高，加剧了水污染 [1]。
目前的废物管理实践是碎片化的且表现不佳。只有 15-20% 的废物——主要是固体粪便——被再利用，而富含营养的污水和沼渣在很大程度上仍未被利用 [1]。由于维护问题和缺乏终端需求，沼气系统往往利用率不足 [20]，而堆肥则受到市场准入有限和产品质量问题的困扰 [6]。这些挑战因资金壁垒、技术知识有限以及行为因素（如农民关注短期成本和环保意识低，尤其是小型农场）而进一步加剧。
该地区的双层农场结构，即先进的合同农场与资源匮乏的家庭经营共存，造成了废物管理能力的巨大差异。监管框架加剧了这种碎片化：虽然 QCVN 62-MT:2016/BTNMT 设定了超出现有技术可行性的污水排放标准，但 QCVN 01-195:2022/BNNPTNT 允许污水回用，却没有提供明确的实施指南 [1]。尽管存在像 TH 集团综合废物转肥料模型这样的成功案例 [11]，但此类实践仍然是孤立的。
占据该地区主导地位的合同制农场，通常将数千到数万头猪养在封闭式、机械通风的建筑中，通过冲洗或刮除粪便去除，并送入沼气消化池进行初级处理；这与本研究中调查农场普遍存在的消化池使用情况相符（第 3.1 节）。18 个被调查农场中有 13 个与在该地区活跃的多国或国内饲料和畜牧业整合商（越南 CP、越南 Japfa、CJ Vina Agri、越南 Greenfeed、Thai Viet Corp）签订合同运营；其余五个独立运营。家庭规模经营饲养的动物数量要少得多，在更简单、自然通风的围栏中，手动处理粪便，很少处理污水，并将粪便非正式地卖给邻近的农作物农民 [1]。正是这种结构性的分歧，而不是任何单一的技术差距，驱动了上述描述的废物管理能力的大部分变化。
尽管有合适的技术，但它们在越南东南部的应用仍然是碎片化的，因为废物产生者、处理者、投入品供应商和农业用户之间的协调有限。结果，粪便和污水仍然主要被视为处置问题，而不是营养、水和能源的可回收来源。在大型合同农场与资源受限的家庭经营共存的生产系统中，这种实施差距尤为显著，且处理能力、市场准入和技术支持在不同农场类型间存在很大差异。解决这些限制需要价值链视角，将废物处理与资源回收、市场需求和明确界定的利益相关者责任连接起来，而不是孤立地考虑个别处理技术。
因此，为越南东南部地区的猪废物管理提出了一种循环价值链（CVC）模型。分析始于商业养猪场的废物产生、处理实践和温室气体排放的特征化。随后检查利益相关者的角色、互动关系、预期效益和采用障碍，然后将这些发现整合为一个实用框架，连接养猪场、废物收集和处理者、微生物供应商、肥料生产者和农作物农场。提出的模型从增强资源回收、减少温室气体排放和改善不同农场规模实施可行性的潜力方面进行评估。通过将有用的回收技术与其实质应用所需的制度和市场安排联系起来，提出的框架有助于弥合技术潜力与实施之间的差距，并支持越南的绿色增长战略和 2050 年净零目标。
章节摘要
方法论
使用收敛型混合方法设计，结合农场层面的运营数据、利益相关者观点、专家评估和温室气体计算。该方法包括五个相互联系的部分：实地调查、利益相关者咨询、专家访谈、排放估算以及将所得证据整合到提出的 CVC 模型中。定量数据进行统计摘要，定性回答进行主题编码并用于解释实施
废物产生与处理
从越南东南部地区 18 个养猪场收集的现场数据突出了生猪生产的集约化性质，总存栏量为 122,850 头猪。平均每个农场每天产生 133.31 立方米污水和 6.57 吨固体粪便。废物产生与存栏量密切相关（污水量的 Pearson r = 0.87，固体粪便产量的 r = 0.88，均 p < 0.01），且农场类型之间存在显著差异。繁殖场（如 HN 农场）产生
结论与未来方向
本研究评估了越南东南部地区的猪废物管理，并基于农场现场数据、利益相关者咨询和专家访谈开发了一个循环价值链模型。目前的废物处理不足，是环境恶化的真正驱动力，但农民和利益相关者仍愿意采用将废物视为资源而非处置问题的循环方法。将粪便和污水转化为有机肥和
未引用参考文献
([3], [4], [9]; Tuyên et al., [22])
CRediT 作者贡献声明
Do Thi Thu Huyen: 写作 – 原稿。Ha Manh Bui: 写作 – 审阅与编辑。Tran Le Thao Vy: 调查。Tran Thi Yen Nhi: 方法论。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。
致谢
本研究由越南国家大学胡志明市分校（VNU-HCM）提供资金支持（资助编号 B2024-24-01）。
Do Thi Thu Huyen|Tran Le Thao Vy|Tran Thi Yen Nhi|Ha Manh Bui
