山東省牛主要污染物產(chǎn)生量估算及環(huán)境效應研究

張淑二，侯世忠，戰(zhàn)汪濤，吳 杰

（山東省畜牧總站，山東 濟南250022）

本研究通過對山東全省及各地市糞便產(chǎn)生總量進行估算，并計算單位耕地面積的牛糞便及其養(yǎng)分負荷量，牛排泄污染物占當年所有畜禽所產(chǎn)污染物的比例等。

1 材料與方法

1.1 基礎數(shù)據(jù)

2010年牛養(yǎng)殖數(shù)量行業(yè)統(tǒng)計來源于山東省畜牧獸醫(yī)局《2009山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》［1］和《2010山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》［2］。

2010年牛養(yǎng)殖數(shù)量統(tǒng)計局數(shù)字來源于《2010山東農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》［3］和《2011山東農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》［4］。

2012年牛養(yǎng)殖數(shù)量行業(yè)統(tǒng)計來源于山東省畜牧獸醫(yī)局《2011山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》［5］和《2012山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》［6］。

值得注意的是，在《2010山東農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》和《2011山東農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》牛的各市存欄量之和與年鑒中"全省總計"不符，為確保省市數(shù)據(jù)的一致性，我們采用各市存欄合計數(shù)作為"全省"的存欄量。

無論是行業(yè)數(shù)據(jù)還是統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，本研究屆取上一年年底（作為當年年初）和當年年底牛存欄數(shù)之和的平均數(shù)作為當年牛的全年平均存欄量。

1.2 計算參數(shù)

1.2.1 牛糞便排泄系數(shù) 牛糞便的日排泄量與品種、體重、生理狀態(tài)、飼料組成和飼喂方式等均相關［7］。我國目前尚沒有相應的國家標準，這里我們采用了不同的排泄系數(shù)：

2010年存欄量按行業(yè)統(tǒng)計數(shù)字計算時的日排泄系數(shù)按侯世忠［8］的牛排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量計算（表1）。

2010年存欄量按統(tǒng)計局數(shù)字計算時按侯世忠等［9］的牛排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量計算（表2）。

2012年存欄量按行業(yè)統(tǒng)計數(shù)字計算時的日排泄系數(shù)按環(huán)保部的牛排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量計算（表3）

1.2.2 牛糞便養(yǎng)分含量系數(shù) 本研究在估算牛產(chǎn)生的糞便總量時采用的是直接排泄的新鮮糞便，因此在選用糞便養(yǎng)分含量系數(shù)時也僅選擇新鮮糞便樣品的養(yǎng)分含量（表1）。

1.3 估算方法

1.3.1 牛污染物產(chǎn)生總量的估算

牛的年度污染物產(chǎn)生量計算公式為：

式中：Q為年度污染物產(chǎn)生量；N為年平均存欄量；T為飼養(yǎng)期（牛的飼養(yǎng)期超過1年，按365d計算）；P日為日排泄系數(shù)；P期為飼養(yǎng)期排泄系數(shù)

（P期＝T·P日）

1.3.2 畜禽糞便中純養(yǎng)分量的估算

畜禽糞便中純養(yǎng)分量的計算公式為：

式中：A為畜禽糞便中養(yǎng)分量；q為畜禽糞便產(chǎn)生量；c為單位質(zhì)量畜禽糞便養(yǎng)分含量。

表1 畜禽糞便排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量

表2 全省及各市牛糞便排泄系數(shù)

表3 畜禽污染物周期排泄量

2 結(jié)果與討論

（1）根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2010年，全省及各地市牛糞便產(chǎn)生量及畜禽糞便、氮素養(yǎng)分、磷素養(yǎng)分耕地負荷

由表4可以看出，2010年全省牛糞便產(chǎn)生量及其氮素養(yǎng)分、磷素養(yǎng)分含量分別為9702.2萬t、34.05萬t和7.96萬t，占全省所有畜禽相應指標（28 473萬t、144.51萬t和51.25萬t）［8］的比例分別為34.07%、23.57%和19.29%。每公頃耕地面積糞便、氮素和磷素負荷分別為12.9t、45.3kg和10.6kg。

從各地市來看，牛糞便產(chǎn)生量最多的是德州、濟南和濱州，分別是1 682.7萬t、1 072.8萬t和878.7萬t；單位耕地面積糞便負荷最高的是濟南、德州和濱州，分別是29.7t、27.2t和19.7t。牛糞便產(chǎn)生量最少的是萊蕪、棗莊和日照，分別是27.4萬t、120.1萬t和121.1萬t；單位耕地面積糞便負荷最低的是萊蕪、棗莊和日照，負荷量分別是4.0t、5.0t和5.3t。

（2）根據(jù)統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2010年，糞便的環(huán)境效應，全省及各地市牛糞便產(chǎn)生量及畜禽糞便、氮素養(yǎng)分、磷素養(yǎng)分耕地負荷

由表5可以看出，2010年全省牛糞便產(chǎn)生量及其氮素養(yǎng)分、磷素養(yǎng)分含量分別為7 074.7萬t、25.99萬t和6.07萬t，占全省所有畜禽相應指標（19 815萬t、98.53萬t和29.82萬t）［9］的比例分別為37.37%、26.38%和20.36%。每公頃耕地面積糞便、氮素和磷素負荷分別為9.9t、34.6kg和8.1kg。

從各地市來看，牛糞便產(chǎn)生量最多的是德州、濟南和濱州，分別是1 694.4萬t、858.3萬t和680.1萬t；每公頃耕地面積糞便負荷最高的仍是德州、濟南和濱州，分別是27.4t、23.8t和15.2t。牛糞便產(chǎn)生量最少的是萊蕪、日照和棗莊，分別是19.3萬t、91.7萬t和114.7萬t；單位耕地面積糞便負荷最低的是萊蕪、日照和棗莊，負荷量分別是2.8t、4.0t和4.8t。

（3）根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2012年，全省及各地市牛糞便產(chǎn)生量及畜禽糞便、氮素養(yǎng)分、磷素養(yǎng)分耕地負荷

由表6可以看出，2012年全省牛糞產(chǎn)生量6 397.7萬t，尿3 198.9萬t，BOD169.76萬t，COD 217.5萬t，氨氮22.04萬t，總氮53.55萬t，總磷8.83萬t。占全省當年所有畜禽相應指標（18 746.8萬t、9 128.9萬t、648.3萬t、729.0萬t、68.75、162.66萬t和51.65萬t）［10］的比例分別為34.13%、35.04%、26.18%、29.84%、32.06%、32.92%和17.09%。

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3 結(jié)語

全省牛糞便產(chǎn)生量約在7 000～9 700萬t之間，占當年所有畜禽糞便產(chǎn)生量的34.07%～37.37%之間，即三分之一以上。德州、濟南和濱州三個城市，不論是總量還是單位耕地面積負荷方面都是最高的；恰恰相反，萊蕪、日照和棗莊三個城市，不論是總量還是單位耕地面積負荷方面都是最低的。濟南和德州兩市單是牛糞便的土地承載量就接近了歐洲標準30t／hm2的限量值［10］，應該引起我們對全省畜牧業(yè)發(fā)展方式和發(fā)展戰(zhàn)略的高度重視。

［1］ 2009年山東省畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒編委會.山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒2009［M］.濟南：山東省畜牧獸醫(yī)局，2009.

［2］ 2010年山東省畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒編委會.山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒2010［N］.濟南：山東省畜牧獸醫(yī)局，2010.

［3］ 山東省統(tǒng)計局.2010山東農(nóng)村統(tǒng)計年鑒［N］，北京：中國統(tǒng)計出版社，2010.

［4］ 山東省統(tǒng)計局.2011山東農(nóng)村統(tǒng)計年鑒［M］，北京：中國統(tǒng)計出版社，2011.

［5］ 2011年山東省畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒編委會.山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒2011［M］.濟南：山東省畜牧獸醫(yī)局，2011.

［6］ 2012年山東省畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒編委會.山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒2012［M］.濟南：山東省畜牧獸醫(yī)局，2012.

［7］ 王方浩，馬文奇，竇爭霞等.山東省畜禽糞便產(chǎn)生量估算及環(huán)境效應［J］，中國環(huán)境科學，2006，26（5）：614－617.

［8］ 侯世忠.山東畜禽糞便產(chǎn)生量及其環(huán)境效應分析［J］.山東畜牧獸醫(yī)，2013，（2）：1－3.

［9］ 侯世忠，張淑二，戰(zhàn)汪濤等.山東畜禽糞便產(chǎn)生量估算及其環(huán)境效應研究［J］.中國人口·資源與環(huán)境，2013，（11）：78－81.

［10］ 國家環(huán)境保護總局自然生態(tài)保護司.全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對策［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，2002：77－78.