大連市畜禽養(yǎng)殖污染現(xiàn)狀及問(wèn)題研究

安 娜

(大連市環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院， 遼寧 大連 116023)

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，規(guī)模化養(yǎng)殖水平顯著提高，但大量養(yǎng)殖廢棄物沒(méi)有得到有效處理和利用，畜禽養(yǎng)殖業(yè)面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，畜禽養(yǎng)殖也成為農(nóng)村環(huán)境綜合整治的一項(xiàng)重要內(nèi)容。畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便中含有的大量氮、磷元素及有機(jī)質(zhì)等污染物，未經(jīng)處理的糞污隨意排放會(huì)引起地表水體富營(yíng)養(yǎng)化[1]。畜禽糞便的不當(dāng)施用，也會(huì)對(duì)土壤環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全產(chǎn)生不良影響，研究表明在畜禽糞污還田的主要地區(qū)，畜禽糞便的施用已經(jīng)成為農(nóng)田土壤重金屬污染的重要來(lái)源[2]。同時(shí)，畜禽糞便中抗生素類藥物的殘留、未經(jīng)處理的致病菌等均會(huì)增加生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)人類食品安全構(gòu)成威脅[3,4]。因此，加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖污染防治措施，提高畜禽養(yǎng)殖污染廢棄物資源化利用，是進(jìn)行農(nóng)村環(huán)境綜合整治，改善農(nóng)村人居環(huán)境的必要條件。

在1999 ～ 2012年間，遼寧省畜禽養(yǎng)殖業(yè)所引起的農(nóng)業(yè)面源污染比重越來(lái)越大，畜禽養(yǎng)殖對(duì)3種污染物(TN、TP、COD)排放量貢獻(xiàn)率始終保持在55 %以上，是遼寧省農(nóng)業(yè)面源污染的最主要來(lái)源[5]。大連市2015年，畜牧業(yè)產(chǎn)值230億元，是2010年的1.4倍，畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重達(dá)到26%。全市肉、蛋、奶產(chǎn)量分別達(dá)到87萬(wàn)t、27萬(wàn)t、6萬(wàn)t[6]。畜禽養(yǎng)殖污染正日益成為大連市農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的主要污染威脅，尤其養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭等異味和養(yǎng)殖污水對(duì)地表水、地下水環(huán)境的污染，已經(jīng)嚴(yán)重影響村鎮(zhèn)人居環(huán)境和居民的飲水安全。本研究基于大連市的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析本地區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染存在的主要問(wèn)題，明確大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣畜禽養(yǎng)殖污染物排放量和耕地負(fù)荷量，為大連市畜禽養(yǎng)殖污染防治提供科學(xué)依據(jù)。

2 研究方法

2.1 研究范圍和數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的范圍為大連市的11個(gè)涉農(nóng)區(qū)市縣的主要畜禽養(yǎng)殖種類牛、豬、雞，估算其年糞便排放量，以2017大連市統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)為研究基礎(chǔ)。

根據(jù)張緒美等[7]研究，生豬飼養(yǎng)周期199 d，以出欄量為飼養(yǎng)量；牛飼養(yǎng)周期按全年365 d計(jì)，以年底存欄量為飼養(yǎng)量；雞分為蛋雞和肉雞，肉雞飼養(yǎng)周期一般為55 d，以出欄量來(lái)計(jì)算，蛋雞飼養(yǎng)周期一般為365 d，以年末蛋雞的存欄量來(lái)計(jì)算。本研究的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源未注明雞的類別，故以存欄數(shù)計(jì)。大連市各地區(qū)的畜禽養(yǎng)殖量見(jiàn)表1。

表1 2017年大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣畜禽養(yǎng)殖量

2.2 計(jì)算方法和排污系數(shù)

根據(jù)排污系數(shù)法計(jì)算畜禽糞便和尿液的產(chǎn)生量，畜禽糞便污染物測(cè)算主要關(guān)注總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH3-N)和化學(xué)需氧量(COD)的含量，進(jìn)一步計(jì)算畜禽糞便的耕地負(fù)荷量。由于畜禽糞污中成分的差異，為測(cè)算畜禽糞便的耕地負(fù)荷量，需對(duì)不同種類畜禽糞便的產(chǎn)生量進(jìn)行統(tǒng)一換算。畜禽糞便排放量估算、豬糞當(dāng)量的換算參見(jiàn)董雪霽等的研究[8]，具體系數(shù)見(jiàn)表2、表3。

表2 畜禽糞便、尿液以及污染物的產(chǎn)生系數(shù)

表3 各類畜禽糞尿的豬糞當(dāng)量換算

3 結(jié)果分析

3.1 畜禽養(yǎng)殖量統(tǒng)計(jì)和糞污產(chǎn)生量計(jì)算

大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣主要畜禽種類的養(yǎng)殖情況見(jiàn)表1。全市豬、牛、雞的養(yǎng)殖主要集中在金普新區(qū)、普蘭店區(qū)、瓦房店市和莊河市，四區(qū)各畜禽養(yǎng)殖量占全市總量的比例分別為93.40 %、96.59 %、94.04 %。其中豬的養(yǎng)殖量占比最高的地區(qū)是普蘭店區(qū)，為45.57 %；牛的養(yǎng)殖量占比最高的地區(qū)是普蘭店區(qū)，為36.83 %；雞的養(yǎng)殖量占比最高的地區(qū)是莊河市，為28.62 %。按照大連市農(nóng)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃和布局，以普蘭店區(qū)、莊河市、瓦房店市為重點(diǎn)養(yǎng)殖區(qū)，金普新區(qū)為控制和適度養(yǎng)殖區(qū)，畜禽養(yǎng)殖均以普蘭店區(qū)、瓦房店市、莊河市為優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。

各地區(qū)主要畜禽的糞尿產(chǎn)生量見(jiàn)表4，普蘭店區(qū)的畜禽糞尿產(chǎn)生總量最大，達(dá)到297.89萬(wàn)t/年，占總產(chǎn)生量的36.62 %，從不同畜禽種類產(chǎn)生量看，豬糞尿和牛糞尿分別占其產(chǎn)生量的45.20 % 和35.63 %，是主要畜禽養(yǎng)殖廢棄物。其他地區(qū)糞尿產(chǎn)生比重較大的是瓦房店市和莊河市，分別占總產(chǎn)生量的25.38 %、21.93 %。

表4 2017年大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣主要畜禽糞尿產(chǎn)生量 萬(wàn)t

3.2 污染物產(chǎn)生量計(jì)算

畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)水體的污染主要來(lái)源于畜禽用水和水沖刷所致的污水，水體中氮磷及有機(jī)物的增加，可導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化，使水的溶解氧減少，對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重污染[9]。本研究以總磷、總氮、氨氮和化學(xué)需氧量為例，計(jì)算出畜禽糞尿中的污染物含量，見(jiàn)表5。

表5 2017年大連市主要畜禽糞污中污染物的含量 萬(wàn)t

畜禽養(yǎng)殖污染物中總磷的年產(chǎn)生量2.05萬(wàn)t，總氮的年產(chǎn)生量5.80萬(wàn)t，氨氮的年產(chǎn)生量為2.51萬(wàn)t，化學(xué)需氧量的年產(chǎn)生量34.64萬(wàn)t。污染比較嚴(yán)重的是豬和雞，約80 %左右的污染物都來(lái)源于豬和雞糞尿，其次是牛，污染物含量占比分別為13.76%、28.56%、19.52%和25.79%。

3.3 畜禽糞污的耕地負(fù)荷量計(jì)算

大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣畜禽糞尿的豬糞當(dāng)量及耕地負(fù)荷量見(jiàn)表6，2017年大連市畜禽糞便年負(fù)荷量為5.63～66.15 t/(hm2·a)，平均負(fù)荷量為23.36 t/(hm2·a)，其中最大值為長(zhǎng)興島66.15 t/(hm2·a)，最小值長(zhǎng)?？h5.63 t/(hm2·a)，有5個(gè)地區(qū)超過(guò)了全市的平均水平。根據(jù)李玉浸[10]研究表明，考慮到不同畜禽種類和不同區(qū)域特點(diǎn)的變化，認(rèn)為每公頃土地能夠負(fù)荷的畜禽糞便在30～45 t左右，如果超出就會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。以30 t/(hm2·a)為標(biāo)準(zhǔn)，超出耕地負(fù)荷量的地區(qū)有旅順口區(qū)和長(zhǎng)興島，畜禽養(yǎng)殖重點(diǎn)區(qū)域普蘭店區(qū)、瓦房店市、金普新區(qū)均接近30 t/(hm2·a)的標(biāo)準(zhǔn)。大連市的畜禽糞便負(fù)荷的分布不均勻，平均負(fù)荷量不高，但旅順口區(qū)和長(zhǎng)興島的耕地年負(fù)荷量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，可能會(huì)對(duì)其生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，需進(jìn)一步優(yōu)化畜禽養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)劃，有效開(kāi)展污染防治對(duì)策。

表6 大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣豬糞當(dāng)量及耕地負(fù)荷量

3.4 耕地負(fù)荷量的警報(bào)及分級(jí)

根據(jù)沈根祥等[11]1994年提出的畜禽糞便耕地負(fù)荷警報(bào)值分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷(Q)，同當(dāng)?shù)剞r(nóng)田以豬糞當(dāng)量計(jì)的有機(jī)肥理論最大適宜施肥量(p)的比值R(R=Q/p) 來(lái)間接表達(dá)各地區(qū)畜禽糞便負(fù)荷量承受程度。本研究p值取糧棉瓜果夾種地區(qū)的參考值105 t/(hm2·a)，標(biāo)準(zhǔn)提出在一般的條件和合理施用情況下，當(dāng)警報(bào)值R<0.4時(shí)，該地區(qū)畜禽糞便可完全被農(nóng)田環(huán)境所消納和承受，對(duì)環(huán)境不構(gòu)成污染威脅，隨著警報(bào)值R的逐漸增大，對(duì)環(huán)境造成污染的威脅性就將越來(lái)越大。大連市各地區(qū)警報(bào)值及分級(jí)情況見(jiàn)表7，從分析結(jié)果看，長(zhǎng)興島的警報(bào)值達(dá)到Ⅱ級(jí)，對(duì)環(huán)境有輕度影響；其余地區(qū)警報(bào)值均為Ⅰ級(jí)，對(duì)環(huán)境尚未構(gòu)成威脅。

表7 大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣豬糞當(dāng)量耕地警報(bào)值及分級(jí)

4 大連市畜禽養(yǎng)殖現(xiàn)狀及主要問(wèn)題

規(guī)?；酿B(yǎng)殖場(chǎng)(小區(qū))基本配套建設(shè)環(huán)保設(shè)施，并進(jìn)行種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)養(yǎng)殖方式。但大連市的畜禽糞污資源化利用工作尚處于起步階段，沒(méi)有區(qū)域性的生物質(zhì)有機(jī)肥料廠對(duì)糞污進(jìn)行集約化的收集和發(fā)酵處理，導(dǎo)致種養(yǎng)結(jié)合的生產(chǎn)方式不規(guī)范，對(duì)污水和糞污的不能做到高效的利用。區(qū)域性的種養(yǎng)結(jié)合模式僅限于糞污直接還田，基本沒(méi)有高溫發(fā)酵處理的過(guò)程，存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

規(guī)模化以下的畜禽養(yǎng)殖單位，畜禽廢棄物資源化利用的意識(shí)薄弱，沒(méi)有資金和技術(shù)投入到環(huán)境保護(hù)措施的建設(shè)，防滲防雨措施不盡完善，部分污水可能直接通過(guò)污水溝排入河道，污染河道地表水環(huán)境。養(yǎng)殖場(chǎng)所基本沒(méi)有密閉管理，惡臭污染嚴(yán)重，導(dǎo)致部分地區(qū)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平較高。

5 結(jié)論與建議

本研究通過(guò)對(duì)大連市各涉農(nóng)區(qū)市縣主要畜禽養(yǎng)殖種類養(yǎng)殖量、糞污產(chǎn)生量及耕地負(fù)荷量的計(jì)算，得出如下結(jié)論：①畜禽養(yǎng)殖業(yè)以普蘭店區(qū)、瓦房店市、莊河市為優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)；②污染物最大的地區(qū)為普蘭店區(qū)，全市約80 %左右的污染物都來(lái)源于豬和雞；③2017年畜禽養(yǎng)殖TP年產(chǎn)生量2.05萬(wàn)t，TN年產(chǎn)生量5.80萬(wàn)t，NH3-N年產(chǎn)生量為2.51萬(wàn)t，COD年產(chǎn)生量34.64萬(wàn)t；④大連市平均耕地負(fù)荷量為23.36 t/(hm2·a)，超出耕地負(fù)荷量的地區(qū)有旅順口區(qū)和長(zhǎng)興島，長(zhǎng)興島的警報(bào)分級(jí)達(dá)到Ⅱ級(jí)，對(duì)環(huán)境具有輕度影響，大連市的畜禽糞便負(fù)荷的分布不均勻，且平均負(fù)荷量不高。

建議各地區(qū)以問(wèn)題為導(dǎo)向，有針對(duì)性地開(kāi)展治理與建設(shè)，積極發(fā)展生物質(zhì)能源，將畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用。政府通過(guò)樹(shù)立典型示范鎮(zhèn)(村)，根據(jù)本地區(qū)耕地以及作物種植情況，結(jié)合農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期規(guī)劃，推廣分布實(shí)施畜禽廢棄物資源化利用工程，為提高農(nóng)村人居環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)提供有力保障。