南方水網(wǎng)區(qū)生豬養(yǎng)殖的糞污治理模式探討

鄧覓，譚周亮，倪亭亭，梁培瑜，鄒義龍，萬金保，楊春燕，吳永明*

(1. 江西省科學院，江西 南昌 330096；2. 中國科學院成都生物研究所，四川 成都 610041；3. 青島海檢節(jié)能環(huán)保有限公司，山東 青島 266235；4. 南昌大學資源環(huán)境與化工學院，江西 南昌 330031)

據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部文件(農(nóng)牧發(fā)[2015]11號)披露[1]，南方水網(wǎng)區(qū)包括廣東、江西、湖南、湖北、浙江、安徽、上海、江蘇、河南及山東等10個省(市)，人口密集，經(jīng)濟發(fā)達，且均處于重要水源地，因此，對豬肉等畜產(chǎn)品消費需求增大的同時也對水源地的環(huán)境帶去巨大威脅。在非洲豬瘟暴發(fā)前的2012—2018年，南方水網(wǎng)區(qū)生豬養(yǎng)殖得到快速發(fā)展，但給周圍環(huán)境造成的壓力也持續(xù)加大[2]，因區(qū)域布局不合理、農(nóng)牧結(jié)合不緊密等使得生豬糞便綜合利用率低且廢水不達標排放等問題頻出[3-5]。同時，南方水網(wǎng)區(qū)省份執(zhí)行的環(huán)保排放標準又普遍較國內(nèi)其他地區(qū)嚴格，進而對豬場糞污治理也提出更高要求，從而導致生豬養(yǎng)殖與水環(huán)境保護矛盾日益突出，給生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境安全帶來新的挑戰(zhàn)。本文以非洲豬瘟暴發(fā)前南方水網(wǎng)區(qū)生豬養(yǎng)殖業(yè)的飼養(yǎng)規(guī)模、養(yǎng)殖密度、環(huán)保要求及存在問題等為切入點，以期為我國生豬非洲豬瘟后的復產(chǎn)養(yǎng)殖與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展提供一些思路。

1 規(guī)?；B(yǎng)殖及環(huán)境規(guī)制分析

1.1 全國規(guī)模化養(yǎng)殖情況

2016年4月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布《全國生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》并指出“2020年全國年出欄500頭以上的規(guī)模養(yǎng)殖比重提升至52%”[6]，這對于2016年全國生豬飼養(yǎng)情況而言(見表1)，意味著散養(yǎng)戶比例需不斷下調(diào)，而規(guī)模化速度將越來越快。

表1 2016年南方水網(wǎng)區(qū)與其它地區(qū)生豬飼養(yǎng)規(guī)模場(戶)數(shù)情況統(tǒng)計

從表1可知，截止2016年年底，仍存在大量年出欄1～99頭的散養(yǎng)戶；對于年出欄100頭以上的規(guī)?；i場，隨著規(guī)?；潭鹊募哟?，南方水網(wǎng)區(qū)隨之增大；年出欄500頭以上規(guī)模化養(yǎng)豬場達25.66萬戶，其中南方水網(wǎng)區(qū)10個省(市)占比59.38%，且多以大規(guī)模居多。雖然生豬規(guī)模化養(yǎng)殖在提高養(yǎng)殖效率、降低成本等方面作用顯著，但生豬規(guī)模養(yǎng)殖排泄物因土地和輸送距離等原因易造成豬糞尿等大量有機廢棄物及重金屬和抗生素殘留在一個點集中匯集而超出周圍環(huán)境的承載負荷，且由于資源化利用效率低、糞便處理設施運行效果不佳和先進處理技術普及率低等問題的存在[7-8]，導致規(guī)模養(yǎng)殖與環(huán)境之間的矛盾愈加嚴重。對此，要實現(xiàn)“規(guī)?；潭冗_52%”的目標，今后的工作重心，除了解決全國性的散養(yǎng)戶問題外，也需合理規(guī)劃南方水網(wǎng)區(qū)規(guī)模化豬場的治理。

1.2 環(huán)境規(guī)制分析

為科學引導、解決畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖帶來的環(huán)境污染問題，國家已出臺超100部的政策法規(guī)和部門規(guī)章[9]，包括《水污染防治法》、《環(huán)保法》等專門環(huán)境立法和《畜牧法》、《農(nóng)業(yè)法》等行業(yè)性立法及《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》和《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》。近些年，隨著環(huán)保政策的逐步實施，環(huán)境規(guī)制已成為制約生豬規(guī)模養(yǎng)殖的重要因素，其中就養(yǎng)殖廢水的排放，不同地區(qū)呈現(xiàn)相異的參照標準，具體見表2。

表2 畜禽養(yǎng)殖廢水排放的地方標準與國家標準主要指標對比

2 南方水網(wǎng)區(qū)生豬養(yǎng)殖存在的問題

2.1 人多地少存欄偏多

南方水網(wǎng)區(qū)10省(市)具有土地偏少、人口密集、水系(河/湖)多和水網(wǎng)密集等特點，通過對2012—2018年生豬出欄量分析顯示，南方水網(wǎng)區(qū)約14.75%的國土面積承載了全國50%左右的生豬供應，其中2017年就高達50.86%；而在2018年首次跌破50%，這與新《環(huán)境保護法》和《畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)劃定技術指南》等相關法規(guī)文件頒布及全國范圍內(nèi)養(yǎng)殖三區(qū)的踐行和環(huán)保政策的實施密切有關[10]。

2.2 生豬養(yǎng)殖密度偏大

以已有數(shù)據(jù)統(tǒng)計的31個省(市)為基礎，吳霞等[12]對各省(市)的單位面積內(nèi)出欄數(shù)為指標研究顯示，1981—2011年全國生豬養(yǎng)殖量急劇增加，超過100頭/km2的省(市)，2011年較1981年增加142.9%，達到17個；其中，2008年，超過160頭/km2的(市)有5個，分別為上海、山東、重慶、天津和江蘇；低于3.5頭/km2的省(市)有4個，包括內(nèi)蒙、新疆、青海和西藏。本文對2012—2017年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：2017年，全國超過100、160和200頭/km2的省(市)分別有20個、14個和11個，其中位于南方水網(wǎng)區(qū)的省(市)分別有10個、9個和8個，占比依次達50%、64.28%和72.73%；低于3.5頭/km2的省有3個(新疆、青海、西藏)。由此可見，全國規(guī)?；纳i養(yǎng)殖日益突出，其中大規(guī)模養(yǎng)殖主要集中于南方水網(wǎng)區(qū)，這與吳霞等[12]研究相似，近些年快速的生豬生產(chǎn)使得南方水網(wǎng)區(qū)的養(yǎng)殖密度越來越高，甚至有些地區(qū)超出環(huán)境承載容量[13]，并造成水體污染和氮、磷養(yǎng)分超載，進而影響植物的生長發(fā)育和動物健康繁殖；此外，糞污中含有Zn、Cu、As、Pb、Cd等重金屬，其中，潘霞等[14]指出豬糞中Zn、Cu和Cd的濃度達947.0、197.0和1.35 mg/kg，遠高于《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 15618—2018)中對應指標限值，一旦過度集中施用還田，將增加土壤重金屬污染風險；余曉玲[15]則對3家豬場廢水中殘留抗生素分析發(fā)現(xiàn)，金霉素、土霉素和四環(huán)素的濃度分別為291.4～405.0、114.5～5 051.3和112.6～1 580.7 μg/L，魏曉東等[16]在豬場廢水中也檢測出13種抗生素，表明畜禽養(yǎng)殖場周邊存在較大抗生素污染負荷，并已超出了自然降解的潛力。

2.3 多數(shù)區(qū)域養(yǎng)豬發(fā)展遇到瓶頸

南方水網(wǎng)區(qū)包括了珠江三角洲水網(wǎng)區(qū)和長江三角洲水網(wǎng)區(qū)等5個區(qū)域[1]，各區(qū)域生豬養(yǎng)殖情況不盡相同，具體見表3。

表3 南方水網(wǎng)區(qū)5大重點區(qū)域范圍及主要特征

由表3知，南方水網(wǎng)區(qū)5大重點區(qū)域，包括133個生豬主產(chǎn)縣，其中有72個為生豬調(diào)出大縣；除淮河下游水網(wǎng)區(qū)外，其余水網(wǎng)區(qū)都因達到土地承載能力而使得生豬發(fā)展行業(yè)遇到瓶頸，并帶來較大環(huán)境污染。已有學者對太湖、鄱陽湖和洞庭湖等南方水網(wǎng)區(qū)代表性湖泊開展研究，其中，謝飛[18]研究指出，畜禽養(yǎng)殖排放的TP是造成太湖地區(qū)水體污染的主要原因之一，且等標污染負荷比達67.87%，其中來自養(yǎng)豬業(yè)的貢獻率占其44.74%；同樣現(xiàn)象也存在于鄱陽湖，據(jù)江西省環(huán)境保護科學研究院2017年對鄱陽湖湖濱區(qū)TP的污染負荷分析結(jié)論可知，畜禽養(yǎng)殖業(yè)是第三大污染源，貢獻率達16.40%；盧少勇等[19]對洞庭湖TN、TP來源分析后，同樣指出畜禽養(yǎng)殖分別是TN和TP的第三和首要污染源。對此，及時采取有效措施減少畜禽養(yǎng)殖糞污對南方水網(wǎng)區(qū)的污染，對消除劣Ⅴ類黑臭水體及改善飲用水安全顯得意義突出。

3 生豬養(yǎng)殖糞污治理的需求分析

3.1 國家戰(zhàn)略需求

我國生豬飼養(yǎng)量和豬肉消費量均占世界總量50%左右[6]。2017年，全國生豬出欄68 861萬頭，生豬養(yǎng)殖產(chǎn)值占畜牧業(yè)總產(chǎn)值的3/4，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的18%。大規(guī)模生豬養(yǎng)殖引起的巨大污染，威脅食品安全與生態(tài)環(huán)境健康。根據(jù)《中國環(huán)境統(tǒng)計年報(2015年)》披露，2015年我國畜禽養(yǎng)殖COD和氨氮排放量為1 015.5萬t和55.2萬t，占當年全國總排放量的45.7%和24.0%，占農(nóng)業(yè)源排污總量的95.0%和76.0%。為了從法制層面指導和規(guī)范對畜禽養(yǎng)殖污染的治理，《水污染防治法》和《國務院辦公廳關于加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》(國辦發(fā)[2017]48號)均明確：保證其畜禽糞便、廢水的綜合利用或者無害化處理設施正常運轉(zhuǎn)，保證污水達標排放，防止污染水環(huán)境。因此，針對養(yǎng)豬糞污，如何在資源化利用的同時，最大程度經(jīng)濟高效削減各類污染物，對于我國生態(tài)環(huán)境安全、食品安全具有重要的意義。

3.2 相關部委需求

2016年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《全國生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》中提及“生豬養(yǎng)殖糞便特別是污水產(chǎn)生量大，處理成本高，污染治理難度大”、“特別是南方水網(wǎng)區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)環(huán)境保護壓力加大，生豬生產(chǎn)綠色發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)”，因而將江西、湖北、湖南、廣東等南方水網(wǎng)區(qū)列為約束發(fā)展區(qū)。2017年6月，時任國務院副總理汪洋在長沙組織召開了“全國畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用”會議，這是專門為一件事情(一個細分領域)而召開的最高級別的會議，并指出，這是中國歷史上第一次國家為豬糞開會[20]。從這個會議標志著中國養(yǎng)殖板塊管理，從強拆豬場作為主要手段改變?yōu)樾笄菁S污資源化利用全產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展的道路。并陸續(xù)的，生態(tài)環(huán)境部《關于加強固定污染源氮磷污染防治的通知》(環(huán)水體[2018]16號)指出“部分地區(qū)氮磷污染上升為水污染防治的主要問題，成為影響流域水質(zhì)改善的突出瓶頸”，并明確提出“以重點行業(yè)企業(yè)、污水集中處理設施、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場氮磷排放達標整治為突破口，強化固定污染源氮磷污染防治”。因此，無論農(nóng)業(yè)部門從生豬綠色養(yǎng)殖出發(fā)，還是環(huán)保部門從提升水環(huán)境質(zhì)量出發(fā)，我國南方水網(wǎng)地區(qū)的生豬養(yǎng)殖糞污治理都亟需糞便還田利用、微生物降解、氮磷達標排放、污水深度處理等技術支撐。

3.3 地方和行業(yè)需求

南方水網(wǎng)區(qū)特別是長江流域畜禽養(yǎng)殖規(guī)模大，相當一部分散養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖場分布于大型干、支流沿岸，且缺少相應的治污措施。養(yǎng)殖廢水直排環(huán)境往往造成“一個養(yǎng)殖場就能污染一條河流”的局面。例如，在中央第六環(huán)保督察組交辦湖南省的2 932件信訪件中，畜禽養(yǎng)殖類污染達322件，在13類污染問題中排第五；2018年江西環(huán)保督察“回頭看”中“養(yǎng)殖投訴393起，占21.3%，涉及豬場1 100余家”。

近年來，鄱陽湖水質(zhì)也出現(xiàn)下降情況。2017年1月至5月的平均達標率為41.2%，17個點位僅有7個點位達標。其中，養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)面源污染是其水質(zhì)下降重要成因，2016年，江西鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)未建治污設施的規(guī)?；B(yǎng)豬場就有1 961家[21]。為更好維護鄱陽湖“一湖清水”，江西省發(fā)布了《鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)水污染物排放標準》(DB36/852-2015)；2017年，農(nóng)業(yè)部《重點流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理示范工程建設規(guī)劃(2016—2020年)》將鄱陽湖列為主要治理區(qū)域；江西省制定《鄱陽湖生態(tài)環(huán)境綜合整治三年行動計劃(2018—2020年)》強調(diào)：到2020年，全省畜禽養(yǎng)殖糞污綜合利用率達到85%以上，畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設施裝備配套率達到95%以上。因此，養(yǎng)豬糞污造成的污染均成為當?shù)亓饔蛩廴镜闹匾梢颍瑖乐赝{南方水網(wǎng)區(qū)水環(huán)境安全，全面建設糞污處理設施并穩(wěn)定運行成為地方和行業(yè)的必然選擇。

4 建議與對策

4.1 “政研產(chǎn)用”合作模式探討

關于促進畜禽養(yǎng)殖污染的防治探討，在肖芳禹[22]提出建立“政府-養(yǎng)殖戶-社會”三位一體模式基礎上，提出一種以養(yǎng)豬場治污需求為核心，積極探索“政研產(chǎn)用”有機結(jié)合的合作模式，具體見圖1。

圖1 政研產(chǎn)用合作模式

如圖3，科研院所，主要基于市場需求研發(fā)關鍵技術、產(chǎn)品與裝置，并將相關技術與產(chǎn)品植入養(yǎng)豬企業(yè)糞污治理設施，通過應用現(xiàn)場的優(yōu)化反饋實現(xiàn)技術產(chǎn)品的優(yōu)化集成；環(huán)保公司，則在生豬養(yǎng)殖企業(yè)提供資金支持的基礎之上，建設養(yǎng)豬場糞污利用處理設施并為穩(wěn)定運行提供保障；地方政府，則可為相關養(yǎng)殖企業(yè)提供政策支持，并結(jié)合當?shù)匦笄菁S污土地的承載力，“以地定畜”來實現(xiàn)生豬養(yǎng)殖與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，引導企業(yè)積極投身畜禽糞污利用治理，實現(xiàn)綠色養(yǎng)殖[23]。與此同時，圍繞養(yǎng)豬場糞污治理需求，研發(fā)單位又可為環(huán)保公司提供諸如微生物菌劑[24]等高效的處理技術及模塊化智能化裝置，而環(huán)保公司在實際應用過程中可為研發(fā)單位相關技術產(chǎn)品的優(yōu)化提供反饋，協(xié)助實現(xiàn)裝置模塊化智能化；研發(fā)單位形成的治污思路與技術體系可為當?shù)卣峁Q策咨詢與環(huán)?？破辗?，而當?shù)卣畡t可向社會推薦研發(fā)單位的相關技術產(chǎn)品并提供配套支持；環(huán)保公司獲得政府的政策支持積極參與糞污治理，可支撐當?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保障食品與水環(huán)境安全，提升水環(huán)境質(zhì)量，進而形成一套完整的“政研產(chǎn)用”合作模式。

4.2 縣級區(qū)域化生豬養(yǎng)殖污染綜合治理探討

為滿足南方水網(wǎng)區(qū)更為嚴格的環(huán)境規(guī)制，針對我國當前的養(yǎng)殖場糞污處理模式，多采取分散式和分點式處理方式，處理大、中、小型規(guī)模養(yǎng)殖場有著不同的處理技術[8]，其中包括清糞工藝[25]、厭氧和好氧處理技術[26-27]、生態(tài)處理技術[28]、有機肥制作技術[29]、病死豬處理技術[30]等，每一個技術又分為多種不同的工藝，對于處理單體養(yǎng)殖場而言，效果好壞不一，缺乏一個相對規(guī)范的指導，使得容易出現(xiàn)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)不循環(huán)、不和諧的發(fā)展狀況，進而影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

由表3可知，南方水網(wǎng)區(qū)有133個生豬主產(chǎn)縣和72個生豬調(diào)出大縣，并已成為污染物的集中區(qū)，因此可通過建設1～2家集中處理站模式以保證糞便等原料的供應充足，從而避免資源浪費，并在此基礎上探索由“點”及“面”的新處理模式，開展以縣域為單位的生豬糞污綜合治理技術[31]，通過集中整合優(yōu)勢資源，以政策保障為基礎，形成一套聚焦畜禽糞污、病死畜禽等廢棄物，以科學布局、就地消納、能量循環(huán)、綜合利用和達標排放為主線，采取政府支持、市場運作、社會參與和分步實施的方式，注重縣鄉(xiāng)村企聯(lián)動、建管運行結(jié)合，運用源頭清潔生產(chǎn)減排污染技術、豬場糞便生產(chǎn)有機肥技術、豬場廢水處理達標排放技術、病死豬無害化處理與資源化利用技術等，優(yōu)化調(diào)整畜禽養(yǎng)殖空間布局和搭建信息管理平臺，避免傳統(tǒng)處理模式低效率重復、運維難度大、信息交流不暢等問題，從而帶動南方水網(wǎng)區(qū)養(yǎng)豬糞污清潔回用、集中處理、達標排放和種養(yǎng)結(jié)合的長效持續(xù)推進，進而構(gòu)建縣級區(qū)域化畜禽養(yǎng)殖污染的有效治理模式，改善農(nóng)村人居環(huán)境，促進南方水網(wǎng)區(qū)的水生態(tài)安全。

5 小結(jié)

在非洲豬瘟暴發(fā)前的2012—2018年期間，南方水網(wǎng)區(qū)約14.75%的國土面積承載了全國50%左右的生豬供應，且以大規(guī)模豬場居多，呈現(xiàn)人多地少存欄偏多和生豬養(yǎng)殖密度偏大等問題。2017年年底，全國超過100、160和200頭/km2的省(市)分別有20、14和11個，其中南方水網(wǎng)區(qū)分別占50%、64.28%和72.73%。這種過于集中的養(yǎng)殖負荷使得生豬飼養(yǎng)與水環(huán)境保護的矛盾愈加嚴重，并導致多數(shù)區(qū)域養(yǎng)豬發(fā)展遇到瓶頸。

針對南方水網(wǎng)區(qū)生豬養(yǎng)殖與水環(huán)境保護矛盾突出等問題，可通過以縣級區(qū)域化為單元，開展以糞污資源化利用與穩(wěn)定達標排放為目標，以生物強化治污為核心，以技術產(chǎn)品植入為特色，展開技術集成研發(fā)，形成“政研產(chǎn)用”合作模式，為我國生豬非洲豬瘟后的復產(chǎn)養(yǎng)殖與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展提供一些新思路。