吉林省畜禽糞尿總量估算及其環境風險分析

祝延立等

摘 要：利用統計資料和文獻數據，結合國內外研究，確定吉林省畜禽糞尿資源的計算參數和計算方法。根據吉林省2011年畜禽飼養量的統計數據估算了吉林省畜禽糞尿產生量、污染物產生量及其流失量。結果表明：2011年吉林省畜禽糞尿總量為7614.99萬t，畜禽糞尿污染物產生量910.86萬t，污染物流失總量為273.26萬t，吉林省畜禽糞尿單位耕地負荷為11.16t/hm2。畜禽糞尿總量集中分布在長春、四平、吉林和松原地區。吉林省畜禽糞尿污染物承載量環境風險大的縣域分布在長春、四平、松原和白山地區。

關鍵詞：畜禽糞尿；環境風險；耕地負荷；吉林省

中圖分類號 S81 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）15-131-04

Abstract：The calculating parameters and method of manure resources was analyzed and determined based on statistical data and literatures in Jilin province. According to the statistical data of Jilin province in 2011， the paper estimated the amount of livestock animal， pollutant generation and loss of pollution in Jilin province. The results show that： the livestock and poultry manure was totaled 761.49 million tons， poultry waste was totaled 9.1 million tons， pollutant loss was totaled 2.73 million tons， and poultry manure cropland load unit 11.16 tons/hectar of Jilin province in 2011.The total amount of livestock and poultry manure mainly distributed in Changchun， Sipping， Jilin and Songyuan area. The land carrying capacity of the county distribution of environmental risks in Changchun， Siping， Songyuan and Baishan region of Jilin Province livestock waste pollution.

Key words：Livestock and poultry manure；Environmental risk；Land carrying capacity；Jilin Province

近年來，吉林省畜牧業生產規?；潭炔粩嗵岣?，經濟效益穩步增長。吉林省將發展現代畜牧業作為發展農業經濟的重要任務。然而相對于規?；笄蒺B殖業蓬勃發展，吉林省的養殖業生產管理水平比較粗放，畜禽糞便沒有得到充分利用，養殖業廢棄物污染問題日益突出[1]。及時準確地估算畜禽糞便的產生量，了解其空間分布規律和變化特征，合理規劃和開發利用畜禽糞便資源，將有助于緩解畜禽糞便排放帶來的生態環境問題。因此，本文根據吉林省畜禽統計數據，估算吉林省畜禽糞便資源產生總量及其污染物COD、BOD、NH3-N等有害物質的含量，分析耕地的畜禽糞便負荷量、污染物的環境風險，以期為吉林省養殖業的合理布局、科學區劃、畜禽糞便資源利用及環境污染的整治提供科學依據。

1 研究方法與數據

1.1 基礎數據 本研究主要對象是2011年吉林省及其各縣域的禽養殖種類、數量，數據來源于《中國統計年鑒2012》、《吉林統計年鑒2012》，并對統計年鑒中的原始數據進行了符合研究的處理。本研究按照畜禽飼養量、飼養周期和養殖期內的糞尿排放系數進行計算：畜禽糞尿總量=飼養量×排放系數×飼養周期。

豬：吉林省養豬的平均飼養期一般為199d[2]。因此，豬的飼養數量就是當年的出欄數，吉林省飼養量1480.2萬頭；牛：吉林省牛養殖主要是黃牛和奶牛，黃牛和奶牛一般當年不出欄，各自的年末存欄數即可視為當年飼養數量。因此，吉林省黃牛的飼養量為405.7萬頭，奶牛為18萬頭；羊、馬、驢和騾：生長期一般長于1a，因此，將其飼養周期確定為365d，采用年末存欄量作為當年的飼養數量。吉林省飼養量羊為391.6萬只、馬45.8萬匹、驢23.2萬頭、騾子12.9萬頭；家禽：數據未區分雞鴨鵝種類和統計出欄量，蛋雞的飼養周期超過1a，肉雞飼養周期為60d，鴨、鵝日排泄量高于雞。因此，本研究將家禽數量均計算為蛋雞數量，以此作為家禽總數量。吉林省家禽飼養數量為15 302.8萬只。

1.2 參數確定 畜禽的糞尿日排泄量與品種、體重、生理狀態、飼料組成和飼喂方式等均相關。中國目前尚沒有國家權威部門發布的整套的畜禽糞尿排泄系數，研究者引用的系數出處也不盡相同。確定畜禽糞尿排物系數及其污染物的含量是一項較為復雜的工作，通過查閱國內近年來的研究成果[2-15]，收集其中與畜禽糞尿排泄及其污染物的相關參數，并進行比較和計算，取其平均值作為各種畜禽新鮮糞尿及其污染物的排放系數（表1）。另外，多數研究將牛、豬、羊污染物含量的數據，按照糞便和尿液分別列出，但是實際上由于糞尿排泄數量很難分開統計，所以把牛、豬、羊、馬驢騾的糞便和尿液污染物含量相加作為糞尿污染物含量。

畜禽糞尿堆放及清糞沖洗極易流失進入到水體中，一般通過兩種途徑進入水體：一是在飼養過程中直接排放進入水環境；二是在堆放儲存過程中因降雨和其他原因進入水體。不同地區、不同管理水平下畜禽糞尿的流失程度差異很大。據1997年國家環?？偩謱π笄蒺B殖場糞尿流失情況的研究，從全國來看[3]，畜禽糞便污染物進入水體的流失率在2%～8%的范圍內，而液體排泄物則可能達到5O%。根據實地調查，結合吉林省相關研究，確定吉林省畜禽糞尿流失率為30%。

1.3 計算方法 根據基礎數據和計算參數，本研究采用的計算方法匯總如下[4-6]：

（1）畜禽糞尿產生量計算方法主要是：黃牛、奶牛、馬、驢、騾、羊、蛋雞采用下式計算：糞尿產生量=飼養量×年排泄量；豬則采用下式計算：糞尿產生量=飼養量×199d×日排泄量。

（2）畜禽糞尿污染物產生量計算方法：畜禽糞尿污染物產生量=畜禽糞尿產生量×畜禽糞尿污染物含量

（3）畜禽糞尿及其污染物耕地承載量計算方法：畜禽糞尿及其污染物耕地承載量=畜禽糞尿產生量（或糞尿污染物產生量）/耕地面積。

2 結果與分析

2.1 吉林省畜禽糞尿總量 本研究計算的畜禽糞尿量主要是牛、豬、羊、馬、驢、騾以及家禽，對于吉林省的梅花鹿及家兔等未考慮，會造成糞尿總量偏小。根據上述計算方法，計算出2011年吉林省畜禽糞尿總量為7 614.99萬t，其中黃牛糞尿總量為4 097.57萬t，占糞尿總量的53.81%；其次為豬糞尿量1561.17萬t，占20.5%；第三位為家禽糞便量815.64萬t，占10.71%；奶牛糞尿量為349.2萬t，占4.59%，馬驢騾糞尿量合計為450.72萬t，占5.92%，羊糞尿為340.69萬t，占4.47%?？梢钥闯黾质⌒笄菁S尿量的產生量主要是牛、豬、家禽，三者合占總量的89.61%。

2.2 吉林省畜禽糞尿量資源分布 吉林省畜禽糞尿資源量的空間分布不平衡，差異性顯著，主要集中在吉林省中部地區。其中，長春市畜禽糞尿量最大，為2 435.03萬t，占畜禽糞尿總量的31.98%；其次為四平市，畜禽糞尿量為1 685.36萬t，占總量的22.13%；第三位是松原市，畜禽糞尿量為970.91萬t，占總量的12.75%，最低的為白山市僅占總量的1.72%。長春、四平和松原既是吉林省糧食主產區，也是吉林省的畜牧業生產基地，三者合占糞尿資源總量的66.86%。

從縣域空間分布上看，年產糞尿量超過800～200萬t的縣域共有14個，主要是榆樹、梨樹、農安、德惠、九臺、公主嶺、伊通、長嶺等縣域，集中分布在吉林省中部地區；年產糞尿量50～200萬t的縣域共有16個，主要分布在東部的通化市、白山市和西部的白城市；年產糞尿量50萬t以下縣域共計18個，主要集中在東部的延邊州和長白山山區。從畜禽糞尿種類的空間分布上看，牛糞量超過200萬t主要有榆樹、德惠、梨樹、農安、九臺、伊通和長嶺，說明吉林省黃牛和奶牛養殖業主要集中在這些縣域；豬糞超過100萬t縣域主要有梨樹、農安、榆樹、德惠、公主嶺和九臺，上述地區是豬養殖業的集中地區；家禽糞便超過50萬t的縣域主要是長春市區、伊通縣、扶余、榆樹、梨樹和公主嶺。

2.3 吉林省畜禽糞尿污染的環境負荷

2.3.1 畜禽糞便流失污染負荷估算 吉林省畜禽糞便產生的污染物主要是COD、BOD、NH3-N、TP、TN。根據畜禽糞尿污染物產生量計算方法和污染物排泄系數，計算2011年吉林省畜禽糞便污染物總量為910.86萬t，COD、BOD、NH3-N、TP、TN產生總量分別為406.34萬t、348.19萬t、35.21萬t、20.87萬t、100.25萬t。畜禽糞便污染物產生量最多的地區為長春297.06萬t，占總量的32.61%，吉林市為120.99萬t，占總量的13.29%，四平市為203.57萬t，占22.35%，松原市為110.1萬t，占12.09%。污染物排放量多的地區依次是長春、四平、吉林和松原。根據實地調查，結合相關研究，確定吉林省畜禽糞尿流失率為30%，計算得出畜禽糞便流失污染負荷總量為273.26萬t，COD、BOD、NH3-N、TP、TN分別為121.9萬t、104.46萬t、10.56萬t、6.26萬t和30.08萬t。

2.3.2 耕地畜禽糞便負荷 長期以來，畜禽糞便一直作為農業生產的肥料返田使用。如果糞肥供給的養分超出當地農作物達到目標產量所需，會造成作物施肥過量。一方面，不利于作物的生長；另一方面，增加了非點源污染物的來源量，使周邊水體受到嚴重的污染威脅。根據中國農業大學李國學的研究，盡管不同畜禽品種和不同區域會有所變化，但是一般每hm2土地能夠負荷的畜禽糞尿在30～45t左右，如果高出這一水平，就會帶來土壤的富營養化，對環境產生影響[3]。一般認為預警值為R=Q/P，Q是畜禽糞尿重量負荷量，P是有機肥最大適宜施用量。目前，吉林省畜禽糞便處理的方式是作為有機肥料直接還田，其余大部分畜禽糞便被直接任意堆放。因此，吉林省畜禽糞便負荷量以農田面積作為實際的負載面積，根據吉林省各市縣的種植業和養殖業的特點，這里P值取最大限度35t比較適合。根據相關研究[6-15]確定分級為：Ⅰ級（≤0.4）為無環境威脅，Ⅱ級（0.42.0）為環境威脅很嚴重。

根據表3可以看出，吉林省畜禽糞尿量負荷量為11.16t/hm2，COD、BOD、NH3-N、TP、TN的單位耕地負荷量為0.6t/hm2、0.51t/hm2、0.05t/hm2、0.03t/hm2、0.15t/hm2。畜禽糞尿量負荷大的地區主要是白山、長春、四平和吉林地區，糞尿負荷量超過吉林省平均水平，預警值超過0.4，稍有環境威脅。目前吉林省畜禽排泄物對耕地的負荷尚未影響到環境，但預警值值有上升趨勢，耕地面積每年的增加量是很小的，甚至減少，但隨著畜牧業的快速發展，畜禽養殖量的迅速增加，畜禽排泄物的量將以較快的速度增加，因此，畜禽排泄物對耕地負荷仍是一個不可忽視的重大問題。

3 結論與討論

（1）近年來，吉林省畜禽養殖業發展迅速，規?；B殖不斷擴大，目前規?；B殖農戶個體散養為吉林省畜牧業發展的主要形式。畜禽養殖業集中分布在中部和西部的糧食主產區，并出現不斷擴散的趨勢。

（2）2011年，吉林省畜禽糞尿總量為7 614.99萬t。畜禽糞尿種類主要是牛糞、豬糞和雞糞，占總量的89.61%。畜禽糞尿量集中分布的地區長春、四平、吉林和松原。吉林畜禽糞尿產生的污染物主要是COD、BOD、NH3-N、TP、TN，分別為406.34萬t、348.19萬t、35.21萬t、20.87萬t、100.25萬t。畜禽糞便流失污染負荷總量為273.26萬t，COD、BOD、NH3-N、TP、TN分別為121.9萬t、104.46萬t、10.56萬t、6.26萬t和30.08萬t。吉林省畜禽糞尿單位耕地承載量11.16t/hm2，COD、BOD、NH3-N、TP、TN的單位耕地負荷量為0.6t/hm2、0.51t/hm2、0.05t/hm2、0.03t/hm2、0.15t/hm2。畜禽糞尿污染負荷量較大的地區主要有白山、長春、四平和吉林。糞尿負荷量超過吉林省平均水平，預警值超過0.4，稍有環境威脅?？傮w上吉林省的畜禽糞尿對環境沒有影響，長春、四平、吉林市和白山市稍有環境威脅。

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