淺談山東省規模化肉雞養殖面源污染現狀及應對措施

扈琴吉等

畜禽養殖環境污染問題已經成為我國農業面源污染中重要的組成部分，已引起人們和政府的高度重視。第一次全國污染源普查公報顯示，我國畜禽糞污年產量高達38億噸，綜合利用率卻不到60%，已經成為面源污染的重要來源，由畜禽養殖帶來的污染尤其是未經處理與利用的糞便和污水，嚴重污染了養殖區及其周邊的大氣、土壤、水環境。山東省作為農業大省，不僅是全國糧食的主產區，也是全國肉蛋奶的重要供應地，其中僅肉雞養殖規模占全國肉雞養殖規模的30%，其養殖量也日益規模化、集約化，目前全省規模化肉雞養殖比重為74.71%[1]。而且隨著環保政策的出臺和地方政府提出的環保要求，導致市場競爭能力差、不符合環保要求的散戶、小規模肉雞養殖企業大量退出市場，使得省內肉雞養殖的規模化養殖比重再次升高。山東省肉雞規模化養殖的迅猛發展，也使得肉雞養殖糞污成為我省農業面源污染的主要來源之一，同時由于畜禽養殖業的快速發展和人口密度過高問題并存，導致我省成為畜禽養殖污染的高風險地區[2]。隨著山東省規模化肉雞養殖量日益增加，造成大量雞糞不能及時被農田消納而過剩，大量養殖污水未經處理直接排放到周邊地表水中，導致糞污中營養元素大量流失，加重了養殖區生態環境污染，使得山東省肉雞養殖業“生態文明”的發展受限。

1? 規模化畜禽養殖加劇了農業區域環境污染

目前，農業面源污染已影響世界30%～50%的陸地面積，其在12億公頃退化耕地中的污染貢獻率占75%左右[3]，它亦是導致水體氮、磷污染的主要來源。在美國，面源污染占總污染量的2/3，其中來自農業面源污染占總量的57%～75%;農業已成為全美河流污染的第一污染源，亦成為美國水體的最大污染物來源[4]。在中國，農業面源污染已占全國全部水體污染的1/3，且污染了近一半的地下水[5]。據2010年公布的第一次全國污染源普查公報顯示，畜禽養殖污染源是我國農業面源污染的主要來源之一，其中化學需氧量、總氮、總磷分別占農業污染源的95.8%、37.9%和 56.3%。現下畜禽養殖污水已成為與工業廢水和生活污水一樣的大污染源，其污染負荷甚至超過工業廢水和生活污水的總和，而且糞便污水集中排放量大，很大程度上危害了大氣、水體、土壤和生物，破壞了區域生態環境，以及地表水體和地下水水質[6，7]。再加上肉雞養殖的規模化、集約化又加重了對區域環境的壓力，為區域水環境帶來了巨大的潛在污染風險。因此肉雞養殖污水是目前肉雞養殖區面臨的一個亟待解決的問題。

我國隨著畜牧養殖業的規模化和集約化的發展，雞糞等畜禽糞便年產量已近30億噸[8]。例如我國一個飼養10萬只雞的規模化養雞場，每天雞糞產出10噸，年雞糞產出高達3600多噸[9]。隨著現代農業結構的不斷調整以及集約化、規模化肉雞養殖業的迅猛發展，導致農牧嚴重脫節，致使大量畜禽糞便過剩。然而長期將雞糞堆積容易滋生蚊蠅，而且糞便中含有大量的病原微生物、寄生蟲卵，易造成環境中病原種類增多，病原菌和寄生蟲的大量繁殖，易引起人、畜傳染病的蔓延[9，10];雞糞釋放惡臭氣體，而且在干燥天氣容易引起揚塵，引起周圍群眾強烈反對，而且降雨天氣因淋溶而導致大量營養元素、致病微生物、重金屬等物質進入周邊土壤或水體中，致使區域土壤和水體存在污染風險。堆積雞糞不僅污染環境還需要占據大量土地，這與山東省土地利用有限存在矛盾。雖然雞糞自身是一種重要的有機植物營養資源，然而未經工程處理的雞糞直接還田，其攜帶的病原菌、寄生蟲、抗生素、過量的鉀鈉、重金屬等物質在農田土壤中長期積累或富集，超過土壤自身的消納能力，不僅降低土壤質量，引起農田土壤板結和土壤生產力下降，也能間接導致農作物質量下降[11]。因此，人們通過物理、化學、生物等方式將雞糞轉化為有機肥料，不僅可以削弱雞糞中有害成分的危害，提高有益成分的利用，也能有效提高農副產品的產量和質量，同時有效降低污染環境的風險，但傳統的雞糞處理導致其資源化利用效率較低，發酵時間長，養分損失量大，而且產生氨氣、硫化氫等大量惡臭氣體物質，易滋生大量蚊蠅，嚴重污染了環境，降低了堆肥產品的肥效。然而先進、高效的雞糞堆肥裝置不僅購置價格昂貴，操作和維護費用也較高，導致雞糞處理投入較大，設備運行前期可能社會效益較明顯，但是隨著運行和投入的加大，導致經濟效益偏低，這使得企業經營者治理污染的積極性減弱，最終導致治污設備等形同虛設，起不到真正的環保作用。因此，針對目前現狀，尋求高效且占地面積小、價格低廉的發酵裝置或系統是目前急需解決的問題。

2? 山東省規模化肉雞養殖污染現狀

由山東省第一次污染源普查顯示，山東省有畜禽養殖場5767個，畜禽養殖專業戶149845戶，養殖小區3112個，基本形成規模化養殖。山東省規模化肉雞養殖污染情況同前文敘述相似，但目前山東省畜禽養殖量和畜禽糞尿產量均居全國首位。以2007年山東省養殖規模為例，養殖總量較大，養殖小區糞便量約為3.9×106噸，養殖專業戶糞便產生總量約為3.8×107噸，污水總量約為2.0×107噸，其中污水含總氮量約為5.1×104噸，總磷量約1.4×104噸，成為大氣、水體和農田土壤環境的重要污染源[12]。僅2010年數據顯示全省規模化肉雞養殖COD排放占各類畜禽養殖COD排放比重的25.62%，與規模化奶牛養殖排放COD所占比重相當，卻遠高于規模化肉牛和生豬的排放比重;而氨氮排放比重約56.10%，其略低于規模化奶牛養殖排放氨氮所占比重，但遠高于規模化肉牛和生豬的排放比重[1]。隨著養殖規模日益擴大，肉雞養殖產生的糞便和污水集中排放量也增加，而且其污染負荷高，如管理不當，將對附近及周圍土壤、水源造成極大的威脅。然而目前少部分養禽場存在選址不當、建設不符合安全標準和環保要求等問題，但由于當地種種原因依舊運行，其產生的糞便通過還田或運輸到有機肥廠集中處理，而污水暫時存儲在污水池中。也有部分肉雞養殖場為了減少污水產生尚未將禽舍固化，導致養殖場雨污分流配套設施嚴重不足。由于山東省內肉雞養殖主要采用層疊式網上平養模式，并采用傳送帶干清糞方式將雞糞等清出禽舍，用于就地還田或運往有機肥廠。有部分企業將雞糞和污水共同發酵制作肥水用于澆灌農田，但是這一方式不僅需要較大的化糞池，還需要大量動能進行曝氣處理，這樣一來導致大量惡臭氣體溢出而影響了周邊大氣環境。而針對肉雞養殖產生的污水的處理，僅部分肉雞養殖企業配套有污水處理工藝或系統，但基于運行費用較高，其污水處理設施并沒有持續有效地運行，導致大量高污染負荷的污水進入養殖區周邊環境。即使大量規模化肉雞養殖企業配有污水池、化糞池、沼氣池等污水儲存設施，但是由于這些設施做工簡陋，且缺少防滲、防溢流、防雨等措施，易引起地下水污染。

3? 山東省規模化肉雞養殖面源污染的防治措施

3.1? 源頭調控減少糞污產出? 政府有關部門不僅應該積極推動規模化肉雞產業健康發展，也應提高肉雞養殖企業的準入門檻，更要嚴格把關和監管肉雞養殖場糞污處理設施的建設和運行，制定明確而詳實的規模化肉雞養殖糞污排放標準，積極提倡和鼓勵肉雞產業的健康養殖模式發展，并根據市場需求進行宏觀調控，根據養殖區土地承載能力進行修正并明確區域肉雞養殖量。企業經營者應遵循環境友好型發展模式，根據市場要求，積極采取改進措施構建綠色的養殖模式和探尋經濟合理、生態環保的養殖量，防止肉雞產出數量失度問題出現;同時企業和相關科研部門積極改進肉雞禽舍環境，做好肉雞飲水和喂料裝置的防漏措施，增添或改進養殖場雨污分流系統，積極研發高利用率低殘留的飼料，即從肉雞的“入口”提高飼料中各元素的利用率，減少糞便中氮磷、重金屬、有機物、抗生素等污染物的排放量;研發并優化飼料配方，從源頭控制糞污的排放;同時用吸糞裝置和收糞車將雞糞清出禽舍進行進一步處理，這能減少糞便中有機物等有效成分的分解。

3.2? 加強工程處理實現糞污資源化無害化? 對雞糞的處理和開發目前主要有兩種方式：一是加工成再生飼料，二是制作成優質有機肥。雞糞干物質中含13%～35%的粗蛋白，以及具有較完善的氨基酸成分，具有較高的營養價值，適宜做再生飼料。雞糞制作再生飼料主要通過青貯發酵、微生物發酵、熱噴處理以及化學試劑處理等方式制備，其產品主要用來喂養家畜或養魚等。雞糞工程發酵制作有機肥是目前雞糞資源化最有效、最直接的方式。在有機肥制作過程中添加微生物菌群，例如蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus），菌為魯假絲酵母（Candida kruse），粉狀畢赤酵母（Pichia farinos）等，這些微生物不僅能有效降低雞糞中的氨氣排放，還能提高雞糞的肥效，能大大縮短有機肥制作時間[13]。基于環保壓力和社會發展需求，高效發酵裝置逐漸取代了傳統堆肥發酵技術，例如塔式發酵罐、高溫雞糞發酵罐、雙相固體發酵裝置，以及充氧動態發酵裝置等，這些設備均利用高溫、好氧等措施縮短了有機肥腐熟時間，雖然能有效殺死致病菌，但是同時也造成氮等有效營養成分的損失，增加了用電等能源的消耗，因此需要探尋通過添加高效微生物菌株和發酵設備相結合的綠色高效新技術，這不僅能提高堆肥成效，也能節約能源。另外目前較先進的技術就是將畜禽糞便或含高懸浮物的污水制作成生物質，用來產生生物質能，這一生物質能是僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源，目前大都應用在大型畜種糞便處理上，但生物質制作在雞糞上缺乏相關研發和應用。

目前，山東省肉雞養殖污水主要用以灌溉農田，但是政府部門并不提倡養殖污水直接灌溉農田，需要進行一定的預處理后才能利用，這樣能有效保護土壤質量，防止畜禽疾病傳播。目前常用的預處理工藝有中溫或高溫厭氧發酵、人工濕地處理、氧化塘等，但是這些處理能用于農田灌溉，由于經過這些處理后的水質仍然達不到地表水排放標準的Ⅵ類水質，不能直接排入外界河道中，因此需要進一步加強深度處理即大型工程處理工藝。目前常見的污水處理工藝如上流式厭氧污泥床工藝、折流式厭氧反應器工藝和內循環厭氧反應器工藝等厭氧處理技術，以及序批式活性污泥（SBR）工藝、間歇式循環延時曝氣活性污泥法（ICEAS）、序批式生物膜反應器（SBBR）等好氧處理技術、A2O工藝等，以及它們的組合技術，均可用在肉雞養殖污水處理上，但是這些工藝的配備和運行耗資較大，這與企業獲得高額利潤的目的相矛盾，因此，需要政府提供財政支持或從獎勵、補助、信貸優惠等方面增加經費扶持和投入，調動企業經營者的積極性和責任感。

3.3? 種養結合生態養殖實現糞污及時消納利用

種養結合技術是將肉雞糞污循環利用于能源和農作物或林木種植上，充分利用土壤和作物等直接吸收利用肉雞產出的糞污，及時消納肉雞產生的糞污，實現了農牧業自然循環、生態平衡的可持續發展，但是這一處理模式需要提前確定養殖規模和土地面積。種養結合模式為作物或苗木等提供氮磷鉀、有機物等營養源，直接提高農田土壤質量和作物品質，作物等又為雞群提供食物等，而且由于雞群流動性較大且能捕捉害蟲，還能預防農田害蟲的發生。目前存在的典型種養結合模式為“農田-肉雞養殖”模式，隨著科技和經濟發展，也發展了“種-養-沼”模式、“種-禽-林”模式以及“種-養-菇”等多元化發展。

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