理性重視畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染
——華東地區(qū)畜禽糞便污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策

王文祥　牛培培　張總平　王禮偉　李平華，2　黃瑞華，2*

（1南京農(nóng)業(yè)大學(xué)淮安研究院，江蘇淮安223005；2南京農(nóng)業(yè)大學(xué)養(yǎng)豬研究所，江蘇南京210095）

理性重視畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染
——華東地區(qū)畜禽糞便污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策

王文祥1牛培培1張總平1王禮偉1李平華1，2黃瑞華1，2*

（1南京農(nóng)業(yè)大學(xué)淮安研究院，江蘇淮安223005；2南京農(nóng)業(yè)大學(xué)養(yǎng)豬研究所，江蘇南京210095）

摘要：本文根據(jù)2008年以來華東地區(qū)畜禽飼養(yǎng)有關(guān)資料，參考畜禽糞便日排泄系數(shù)估算畜禽糞便，并推算華東地區(qū)畜禽糞便負(fù)荷量。發(fā)現(xiàn)山東、安徽和江西三省畜禽養(yǎng)殖年均糞尿產(chǎn)生量位列前三，分別占華東地區(qū)畜禽糞便負(fù)荷總量的40.59%、15.77%和15.46%。其中，山東產(chǎn)生的糞尿所含污染物最高，江西和安徽分列二、三位。華東地區(qū)畜禽糞便負(fù)荷量平均為26.79噸/hm2·年，最高的山東省為36.49噸/hm2·年。最后本文從規(guī)劃布局、準(zhǔn)入機(jī)制、清潔生產(chǎn)、政策扶持和技術(shù)模式等幾個(gè)方面入手，提出了養(yǎng)殖污染的防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：華東地區(qū)；畜禽糞便；養(yǎng)殖污染；防治對(duì)策

隨著生產(chǎn)條件的改善及生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，中國畜牧業(yè)迅猛發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益；與此同時(shí)，養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的污染問題也越來越受到重視。據(jù)報(bào)道，畜禽糞便污染已成為許多重要水源地嚴(yán)重污染的主要原因［1-2］。本文對(duì)2008—2012年華東地區(qū)的養(yǎng)殖業(yè)污染狀況進(jìn)行了初步研究，分析了畜禽糞便污染產(chǎn)生的原因，提出了相應(yīng)的防控對(duì)策，希望對(duì)今后養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有借鑒意義。

1 畜禽飼養(yǎng)和糞便產(chǎn)生量

1.1畜禽飼養(yǎng)情況

華東地區(qū)畜牧業(yè)以家禽、豬、牛、羊養(yǎng)殖為主。2008—2012年間平均每年飼養(yǎng)生豬27 043.39萬頭，家禽555 952.35萬羽，牛1 787.94萬頭，羊8 436.82萬頭，其各省市具體養(yǎng)殖情況見表1。

表1　華東地區(qū)畜禽飼養(yǎng)情況

1.2畜禽糞便污染物的排泄系數(shù)

畜禽糞便排泄系數(shù)是指單個(gè)動(dòng)物每天排出糞便的數(shù)量，其數(shù)值不僅受動(dòng)物種類、品種、性別、生長期的影響，還與喂養(yǎng)飼料和天氣條件等因素有關(guān)。各種畜禽日排泄系數(shù)及其糞便中污染物濃度由國家環(huán)境保護(hù)總局自然生態(tài)保護(hù)司提出［3］，參見表2、3。

表2　畜禽糞便排泄系數(shù)?。╧g//頭·天）

表3　畜禽糞便中各污染物濃度　（kkgg//噸）

1.3畜禽糞便產(chǎn)生量估算

為了便于畜禽糞尿產(chǎn)生量的估算，需要將不同生長期、不同種類的禽畜轉(zhuǎn)換為已知排泄系數(shù)動(dòng)物的相應(yīng)量。參照劉培芳等［4］提出的估算方式，畜禽糞便污染物年產(chǎn)生量=（畜禽出欄量+年末存欄量）×日排泄系數(shù)×飼養(yǎng)周期，其中豬、肉禽的飼養(yǎng)周期分別以180天和55天計(jì)，由畜禽飼養(yǎng)總量、畜禽糞尿及其污染物排泄系數(shù)估算得出各地區(qū)畜禽糞便污染物的年產(chǎn)生量（表4、5）?？梢?，2008—2012年間畜禽平均年產(chǎn)糞量為40 572.49萬噸，產(chǎn)尿液量為22 589.75萬噸。其中，山東居華東區(qū)之首，占40.59%；其次是安徽和江西，分別占15.77%和15.46%。產(chǎn)生污染物總計(jì)3 623.59萬噸，其中，CODCr為1 578.53萬噸，BOD5為1 395.02萬噸，NH3-N為131.71萬噸，TP為137.09萬噸，TN 為381.24萬噸。各省市中，山東各類污染物的產(chǎn)生量最高，江西和安徽分列二、三位。

表5　華東地區(qū)各類畜禽糞便污染物年均生產(chǎn)量（萬噸）

2 畜禽糞便污染物負(fù)荷

2.1畜禽糞便流失污染負(fù)荷估算

傳統(tǒng)的集約化養(yǎng)殖過程中，畜禽糞便通過兩種途徑進(jìn)入水體：一是直接的，在飼養(yǎng)過程中直接排放進(jìn)入水體；二是間接的，如在堆放過程中因降雨等原因進(jìn)入水體。按流失率30%計(jì)算［4］，近5年華東地區(qū)畜禽糞便污染物的流失污染負(fù)荷量見表6，其中：CODCr為473.56萬噸，BOD5為418.50萬噸，NH3-N為39.51萬噸，TP 為41.13萬噸，TN為114.37萬噸。值得一提的是，隨著現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖工藝設(shè)計(jì)思路的推進(jìn)，糞便被資源化處理與利用，糞便污染流失負(fù)荷量會(huì)大大降低。

2.2農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量分析

畜禽養(yǎng)殖導(dǎo)致的污染狀況可間接地用畜禽糞便負(fù)荷量來衡量。為便于計(jì)算，通常以各類畜禽糞便的豬糞當(dāng)量換算系數(shù)（以含N量為標(biāo)準(zhǔn)［5-6］）計(jì)算各類畜禽糞便量的豬糞當(dāng)量。再將豬糞當(dāng)量除以當(dāng)?shù)貙?shí)際耕地面積，得到每單位耕地面積畜禽糞便負(fù)荷量（表7）。由此可得，2008—2012年5年間華東地區(qū)畜禽糞便當(dāng)量負(fù)荷量平均為26.79噸/hm2·年，其中山東最高，為36.49噸/hm2·年。以產(chǎn)糧區(qū)化肥習(xí)慣施用量225 kg/hm2純氮估算，豬糞當(dāng)量以15～30噸/hm2·年為宜，最大施用量以45噸/hm2·年為上限［4］?？梢?，即使按此計(jì)算思路，本區(qū)畜禽糞便負(fù)荷量也均未像人們所傳說的那樣對(duì)周圍環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅，僅山東、福建、江西超過了適宜量，對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅；而且事實(shí)上近年來隨著環(huán)境控制技術(shù)、飼料營養(yǎng)技術(shù)及糞污綜合利用與處理技術(shù)的應(yīng)用，畜禽糞便負(fù)荷量還會(huì)進(jìn)一步下降。

表4　華東地區(qū)畜禽糞便年均產(chǎn)生量?。ㄈf噸）

表6　華東地區(qū)各類畜禽糞便污染物年均流失量（萬噸）

表7　華東地區(qū)畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷量?。ㄈf噸）

2.3畜牧業(yè)污染對(duì)環(huán)境的影響

2.3.1大氣污染

據(jù)報(bào)道，畜禽糞便所散發(fā)出的臭氣含有硫化氫、氨氣、糞臭素等168種臭味化合物［4］，這些有毒有害物質(zhì)集中散布到空氣中，會(huì)對(duì)人的身體健康造成一定危害。此外，甲烷也被認(rèn)為是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的一個(gè)不容忽視的因素［7］。但隨著環(huán)境控制技術(shù)、飼料營養(yǎng)技術(shù)及有害氣體控制技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，養(yǎng)殖業(yè)對(duì)大氣的污染會(huì)逐漸改善。

2.3.2水質(zhì)污染

未經(jīng)處理的糞尿中含有大量氮、磷。糞尿中的氮除了以氨氣的形式揮發(fā)外，一部分氮被氧化成硝酸鹽后滲入地下水或隨地表水流入江河，導(dǎo)致水中硝態(tài)氮超標(biāo)，污染水質(zhì)［8］。土壤中磷的過度積累，不僅會(huì)造成土壤板結(jié)，影響作物生長，而且多余的磷會(huì)在雨水的沖刷下溢出，隨地表徑流排入江河湖泊，造成水體富營養(yǎng)化污染［9］。但現(xiàn)代水循環(huán)利用等技術(shù)的應(yīng)用，將使養(yǎng)殖業(yè)水污染得到有效緩解。

2.3.3土壤污染

畜禽糞便如果集中超量排入農(nóng)田，不僅磷會(huì)過量地進(jìn)入土壤，與土壤中的鈣、銅、鋁等元素形成不溶性復(fù)合物，導(dǎo)致土壤板結(jié)，阻礙作物生長［10-11］；過量的鈉、鉀會(huì)發(fā)生反聚作用，降低土壤的通透性，破壞土壤結(jié)構(gòu)［12］。隨著飼料工業(yè)的發(fā)展，銅、砷、汞等制劑被廣泛地用作飼料添加劑，從而導(dǎo)致未經(jīng)處理的畜禽糞便中含有大量重金屬元素，糞便施入土壤后，會(huì)造成土壤的重金屬污染。

2.3.4生物污染

大量的病原微生物、寄生蟲卵“潛伏”在畜禽糞便及廢水中，如果處理不及時(shí)，將使病原微生物和寄生蟲蔓延，最終導(dǎo)致畜禽傳染病和寄生蟲病的蔓延與發(fā)生，尤其是一些人畜共患?。?3］，對(duì)人類的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

3 畜禽糞便污染環(huán)境原因分析

3.1畜禽養(yǎng)殖規(guī)劃布局不合理

首先，很多城市提出的禁養(yǎng)、限養(yǎng)、適養(yǎng)政策，由于不符合當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)基礎(chǔ)與消費(fèi)需求，因而很難長期實(shí)行。其次，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)之間的矛盾日益突出。因?yàn)椤吨腥A人民共和國土地管理法》未將養(yǎng)殖用地列為基本農(nóng)業(yè)用地，所以凡是涉及基本農(nóng)田的地塊都不允許用于養(yǎng)殖場建設(shè)，這就出現(xiàn)了要么是萬頃良田當(dāng)中沒有任何養(yǎng)殖企業(yè)，要么是規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)過度集中的現(xiàn)象。事實(shí)上，畜禽糞便就養(yǎng)殖企業(yè)本身而言，可能是廢棄物，如處理不善，會(huì)成為環(huán)境污染物；但如果能夠基于種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)分平衡進(jìn)行均衡布局，有計(jì)劃地對(duì)糞污進(jìn)行科學(xué)處理并施用于農(nóng)田，則畜禽糞便就變成了肥料和土壤營養(yǎng)物。

3.2規(guī)模化程度提高而規(guī)范化程度未能提高

近年來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；潭鹊玫斤@著提高，就生豬養(yǎng)殖而言，興建了一批年出欄3 000頭以上的規(guī)模養(yǎng)豬場，適度規(guī)模的集約化養(yǎng)殖在整個(gè)生豬產(chǎn)業(yè)的地位逐年提高，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭；但也存在豬場規(guī)劃布局不合理、人員操作不規(guī)范、設(shè)施保障與其健康生產(chǎn)需求不匹配的現(xiàn)象［14］，造成了我國集約化養(yǎng)殖發(fā)展過程中糞便產(chǎn)生量逐漸增多、循環(huán)利用不足的問題，加大了環(huán)境整治的壓力［15］。

3.3糞污處理成本過高

前幾年，人們只要提到糞污處理就想到沼氣工程，但據(jù)趙秀敏等［16］報(bào)道，一個(gè)萬頭豬場的沼氣工程，前期投入至少要100萬元，這大大增加了企業(yè)養(yǎng)殖成本；而且，沼氣工程從本質(zhì)上而言屬于厭氧發(fā)酵，而厭氧處理基本上不能去除氮、磷。要實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水的脫氮除磷，必須要厭氧與好氧不斷交替，而此類處理方法的運(yùn)行成本較高，無法廣泛推廣應(yīng)用［17］。事實(shí)上，氮、磷只要含量合理、施用時(shí)間合適，是農(nóng)作物生產(chǎn)的必需營養(yǎng)物。因此，我們不應(yīng)追求過度處理，而應(yīng)追求如何高效轉(zhuǎn)化與利用。

3.4糞污資源化處理后利用率低

畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；潭鹊奶岣?，導(dǎo)致單位土地面積養(yǎng)殖數(shù)量激增，從而降低了單位土地對(duì)畜禽糞便的消納能力，再加上政策等因素，使規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖與種植業(yè)相脫離，畜禽廢棄物的農(nóng)業(yè)資源化利用受阻。此外，為保障糧食安全，我國對(duì)化肥生產(chǎn)給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼和政策優(yōu)惠，而這些優(yōu)惠措施并未惠及有機(jī)肥生產(chǎn)，這使得農(nóng)業(yè)種植中施用的化肥成本較低，大量可用于種植業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)肥糞便因缺乏比較優(yōu)勢而無法利用，成了污染物［17］。

4 畜禽糞便污染的防治對(duì)策

4.1科學(xué)規(guī)劃，合理布局

各地不應(yīng)夸大地看待養(yǎng)殖業(yè)廢棄物污染，而應(yīng)冷靜地從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、市場供給與社會(huì)穩(wěn)定的角度重視養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。在進(jìn)行區(qū)域畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)區(qū)域布局時(shí)，應(yīng)充分考慮該區(qū)域農(nóng)業(yè)種植對(duì)畜禽廢棄物的承載能力、不同畜禽品種的選擇要點(diǎn)、養(yǎng)殖的總體模式和單體規(guī)模等因素，以實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物產(chǎn)生與農(nóng)業(yè)種植需肥的動(dòng)態(tài)平衡［18］。如筆者曾提出，對(duì)于華東地區(qū)畜產(chǎn)品自給率不需要超過80%，但不能低于60%；其中上海不需要超過40%，但不能低于25%；江蘇不需要超過70%，但不能低于50%等。

堅(jiān)持“種養(yǎng)平衡”原則，構(gòu)建生態(tài)養(yǎng)殖體系和模式。應(yīng)在大片農(nóng)田中間建設(shè)規(guī)?；B(yǎng)殖場，其養(yǎng)殖規(guī)模通過農(nóng)田面積及植物肥料需求量來限定。這樣就能實(shí)現(xiàn)最短距離的糞尿還田，在降低運(yùn)輸和處理成本的同時(shí)，還減少了養(yǎng)殖場污染風(fēng)險(xiǎn)，又保障了種植業(yè)以最低成本獲得養(yǎng)分。這種環(huán)保、低碳、可持續(xù)的種養(yǎng)模式，已在上海農(nóng)場得到充分驗(yàn)證［18］。

4.2開展清潔生產(chǎn)，減少糞污的產(chǎn)生和排放

畜禽養(yǎng)殖污染控制應(yīng)從源頭減量著手，通過科學(xué)選址、合理布局、培育優(yōu)良品種、優(yōu)化飼料配方、提高飼養(yǎng)技術(shù)、革新通風(fēng)供暖和清糞工藝、引進(jìn)節(jié)能節(jié)水設(shè)施設(shè)備以及建立畜禽養(yǎng)殖低投入、高產(chǎn)出、高品質(zhì)的無公害畜禽產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)體系，從源頭上有效減少污染物的產(chǎn)生。

4.3加大畜禽污染物處理政策扶持力度

養(yǎng)殖業(yè)是關(guān)系國計(jì)民生的產(chǎn)業(yè)，但由于我國養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展歷程的特殊性，養(yǎng)殖業(yè)地位低下、利潤偏低，所以一般養(yǎng)殖企業(yè)難以支撐廢棄物標(biāo)準(zhǔn)化處理所需要的昂貴成本，政府部門應(yīng)從政策與財(cái)力上鼓勵(lì)與支持相關(guān)企業(yè)開展多種形式的畜禽糞便綜合利用，并對(duì)使用畜禽糞便綜合利用終端產(chǎn)品進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)的企業(yè)予以獎(jiǎng)勵(lì)；應(yīng)發(fā)展一批致力于養(yǎng)殖業(yè)廢棄物綜合利用的示范企業(yè)，以帶動(dòng)當(dāng)?shù)匦笄輼I(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖、生態(tài)、環(huán)保、效益齊發(fā)展。

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中圖分類號(hào)：X713

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-4645（2016）05-0071-05

收稿日期：2016-02-13

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目（SXGC［2014］138，SXGC［2015］319），淮安市科技支撐計(jì)劃（HAC2015019）

作者簡介：王文祥，技術(shù)員，研究方向：畜禽健康生產(chǎn)與遺傳育種

*通訊作者：黃瑞華，教授，研究方向：豬健康生產(chǎn)學(xué)與遺傳育種，E-mail：hrh2002@163.com