理性重视畜禽养殖业污染——华东地区畜禽粪便污染现状与防治对策

王文祥　牛培培　张总平　王礼伟　李平华，2　黄瑞华，2*

（1南京农业大学淮安研究院，江苏淮安223005；2南京农业大学养猪研究所，江苏南京210095）

理性重视畜禽养殖业污染
——华东地区畜禽粪便污染现状与防治对策

王文祥1牛培培1张总平1王礼伟1李平华1，2黄瑞华1，2*

（1南京农业大学淮安研究院，江苏淮安223005；2南京农业大学养猪研究所，江苏南京210095）

摘要：本文根据2008年以来华东地区畜禽饲养有关资料，参考畜禽粪便日排泄系数估算畜禽粪便，并推算华东地区畜禽粪便负荷量。发现山东、安徽和江西三省畜禽养殖年均粪尿产生量位列前三，分别占华东地区畜禽粪便负荷总量的40.59%、15.77%和15.46%。其中，山东产生的粪尿所含污染物最高，江西和安徽分列二、三位。华东地区畜禽粪便负荷量平均为26.79吨/hm2·年，最高的山东省为36.49吨/hm2·年。最后本文从规划布局、准入机制、清洁生产、政策扶持和技术模式等几个方面入手，提出了养殖污染的防治对策。

关键词：华东地区；畜禽粪便；养殖污染；防治对策

随着生产条件的改善及生产方式的转变，中国畜牧业迅猛发展，产生了巨大的经济效益和显著的社会效益；与此同时，养殖业产生的污染问题也越来越受到重视。据报道，畜禽粪便污染已成为许多重要水源地严重污染的主要原因［1-2］。本文对2008—2012年华东地区的养殖业污染状况进行了初步研究，分析了畜禽粪便污染产生的原因，提出了相应的防控对策，希望对今后养殖业的可持续发展有借鉴意义。

1 畜禽饲养和粪便产生量

1.1畜禽饲养情况

华东地区畜牧业以家禽、猪、牛、羊养殖为主。2008—2012年间平均每年饲养生猪27 043.39万头，家禽555 952.35万羽，牛1 787.94万头，羊8 436.82万头，其各省市具体养殖情况见表1。

表1　华东地区畜禽饲养情况

1.2畜禽粪便污染物的排泄系数

畜禽粪便排泄系数是指单个动物每天排出粪便的数量，其数值不仅受动物种类、品种、性别、生长期的影响，还与喂养饲料和天气条件等因素有关。各种畜禽日排泄系数及其粪便中污染物浓度由国家环境保护总局自然生态保护司提出［3］，参见表2、3。

表2　畜禽粪便排泄系数　（kg//头·天）

表3　畜禽粪便中各污染物浓度　（kkgg//吨）

1.3畜禽粪便产生量估算

为了便于畜禽粪尿产生量的估算，需要将不同生长期、不同种类的禽畜转换为已知排泄系数动物的相应量。参照刘培芳等［4］提出的估算方式，畜禽粪便污染物年产生量=（畜禽出栏量+年末存栏量）×日排泄系数×饲养周期，其中猪、肉禽的饲养周期分别以180天和55天计，由畜禽饲养总量、畜禽粪尿及其污染物排泄系数估算得出各地区畜禽粪便污染物的年产生量（表4、5）。可见，2008—2012年间畜禽平均年产粪量为40 572.49万吨，产尿液量为22 589.75万吨。其中，山东居华东区之首，占40.59%；其次是安徽和江西，分别占15.77%和15.46%。产生污染物总计3 623.59万吨，其中，CODCr为1 578.53万吨，BOD5为1 395.02万吨，NH3-N为131.71万吨，TP为137.09万吨，TN 为381.24万吨。各省市中，山东各类污染物的产生量最高，江西和安徽分列二、三位。

表5　华东地区各类畜禽粪便污染物年均生产量（万吨）

2 畜禽粪便污染物负荷

2.1畜禽粪便流失污染负荷估算

传统的集约化养殖过程中，畜禽粪便通过两种途径进入水体：一是直接的，在饲养过程中直接排放进入水体；二是间接的，如在堆放过程中因降雨等原因进入水体。按流失率30%计算［4］，近5年华东地区畜禽粪便污染物的流失污染负荷量见表6，其中：CODCr为473.56万吨，BOD5为418.50万吨，NH3-N为39.51万吨，TP 为41.13万吨，TN为114.37万吨。值得一提的是，随着现代集约化养殖工艺设计思路的推进，粪便被资源化处理与利用，粪便污染流失负荷量会大大降低。

2.2农田畜禽粪便负荷量分析

畜禽养殖导致的污染状况可间接地用畜禽粪便负荷量来衡量。为便于计算，通常以各类畜禽粪便的猪粪当量换算系数（以含N量为标准［5-6］）计算各类畜禽粪便量的猪粪当量。再将猪粪当量除以当地实际耕地面积，得到每单位耕地面积畜禽粪便负荷量（表7）。由此可得，2008—2012年5年间华东地区畜禽粪便当量负荷量平均为26.79吨/hm2·年，其中山东最高，为36.49吨/hm2·年。以产粮区化肥习惯施用量225 kg/hm2纯氮估算，猪粪当量以15～30吨/hm2·年为宜，最大施用量以45吨/hm2·年为上限［4］。可见，即使按此计算思路，本区畜禽粪便负荷量也均未像人们所传说的那样对周围环境构成严重威胁，仅山东、福建、江西超过了适宜量，对环境构成威胁；而且事实上近年来随着环境控制技术、饲料营养技术及粪污综合利用与处理技术的应用，畜禽粪便负荷量还会进一步下降。

表4　华东地区畜禽粪便年均产生量　（万吨）

表6　华东地区各类畜禽粪便污染物年均流失量（万吨）

表7　华东地区畜禽粪便猪粪当量负荷量　（万吨）

2.3畜牧业污染对环境的影响

2.3.1大气污染

据报道，畜禽粪便所散发出的臭气含有硫化氢、氨气、粪臭素等168种臭味化合物［4］，这些有毒有害物质集中散布到空气中，会对人的身体健康造成一定危害。此外，甲烷也被认为是导致温室效应的一个不容忽视的因素［7］。但随着环境控制技术、饲料营养技术及有害气体控制技术的研发与应用，养殖业对大气的污染会逐渐改善。

2.3.2水质污染

未经处理的粪尿中含有大量氮、磷。粪尿中的氮除了以氨气的形式挥发外，一部分氮被氧化成硝酸盐后渗入地下水或随地表水流入江河，导致水中硝态氮超标，污染水质［8］。土壤中磷的过度积累，不仅会造成土壤板结，影响作物生长，而且多余的磷会在雨水的冲刷下溢出，随地表径流排入江河湖泊，造成水体富营养化污染［9］。但现代水循环利用等技术的应用，将使养殖业水污染得到有效缓解。

2.3.3土壤污染

畜禽粪便如果集中超量排入农田，不仅磷会过量地进入土壤，与土壤中的钙、铜、铝等元素形成不溶性复合物，导致土壤板结，阻碍作物生长［10-11］；过量的钠、钾会发生反聚作用，降低土壤的通透性，破坏土壤结构［12］。随着饲料工业的发展，铜、砷、汞等制剂被广泛地用作饲料添加剂，从而导致未经处理的畜禽粪便中含有大量重金属元素，粪便施入土壤后，会造成土壤的重金属污染。

2.3.4生物污染

大量的病原微生物、寄生虫卵“潜伏”在畜禽粪便及废水中，如果处理不及时，将使病原微生物和寄生虫蔓延，最终导致畜禽传染病和寄生虫病的蔓延与发生，尤其是一些人畜共患病［13］，对人类的健康构成严重威胁。

3 畜禽粪便污染环境原因分析

3.1畜禽养殖规划布局不合理

首先，很多城市提出的禁养、限养、适养政策，由于不符合当地的生产基础与消费需求，因而很难长期实行。其次，种植业和养殖业之间的矛盾日益突出。因为《中华人民共和国土地管理法》未将养殖用地列为基本农业用地，所以凡是涉及基本农田的地块都不允许用于养殖场建设，这就出现了要么是万顷良田当中没有任何养殖企业，要么是规模养殖企业过度集中的现象。事实上，畜禽粪便就养殖企业本身而言，可能是废弃物，如处理不善，会成为环境污染物；但如果能够基于种植业与养殖业的养分平衡进行均衡布局，有计划地对粪污进行科学处理并施用于农田，则畜禽粪便就变成了肥料和土壤营养物。

3.2规模化程度提高而规范化程度未能提高

近年来，我国畜禽养殖业的规模化程度得到显著提高，就生猪养殖而言，兴建了一批年出栏3 000头以上的规模养猪场，适度规模的集约化养殖在整个生猪产业的地位逐年提高，呈现出良好的发展势头；但也存在猪场规划布局不合理、人员操作不规范、设施保障与其健康生产需求不匹配的现象［14］，造成了我国集约化养殖发展过程中粪便产生量逐渐增多、循环利用不足的问题，加大了环境整治的压力［15］。

3.3粪污处理成本过高

前几年，人们只要提到粪污处理就想到沼气工程，但据赵秀敏等［16］报道，一个万头猪场的沼气工程，前期投入至少要100万元，这大大增加了企业养殖成本；而且，沼气工程从本质上而言属于厌氧发酵，而厌氧处理基本上不能去除氮、磷。要实现养殖废水的脱氮除磷，必须要厌氧与好氧不断交替，而此类处理方法的运行成本较高，无法广泛推广应用［17］。事实上，氮、磷只要含量合理、施用时间合适，是农作物生产的必需营养物。因此，我们不应追求过度处理，而应追求如何高效转化与利用。

3.4粪污资源化处理后利用率低

畜禽养殖规模化程度的提高，导致单位土地面积养殖数量激增，从而降低了单位土地对畜禽粪便的消纳能力，再加上政策等因素，使规模化畜禽养殖与种植业相脱离，畜禽废弃物的农业资源化利用受阻。此外，为保障粮食安全，我国对化肥生产给予经济补贴和政策优惠，而这些优惠措施并未惠及有机肥生产，这使得农业种植中施用的化肥成本较低，大量可用于种植业生产的有机肥粪便因缺乏比较优势而无法利用，成了污染物［17］。

4 畜禽粪便污染的防治对策

4.1科学规划，合理布局

各地不应夸大地看待养殖业废弃物污染，而应冷静地从经济发展、市场供给与社会稳定的角度重视养殖业发展。在进行区域畜牧产业发展规划设计区域布局时，应充分考虑该区域农业种植对畜禽废弃物的承载能力、不同畜禽品种的选择要点、养殖的总体模式和单体规模等因素，以实现畜禽养殖废弃物产生与农业种植需肥的动态平衡［18］。如笔者曾提出，对于华东地区畜产品自给率不需要超过80%，但不能低于60%；其中上海不需要超过40%，但不能低于25%；江苏不需要超过70%，但不能低于50%等。

坚持“种养平衡”原则，构建生态养殖体系和模式。应在大片农田中间建设规模化养殖场，其养殖规模通过农田面积及植物肥料需求量来限定。这样就能实现最短距离的粪尿还田，在降低运输和处理成本的同时，还减少了养殖场污染风险，又保障了种植业以最低成本获得养分。这种环保、低碳、可持续的种养模式，已在上海农场得到充分验证［18］。

4.2开展清洁生产，减少粪污的产生和排放

畜禽养殖污染控制应从源头减量着手，通过科学选址、合理布局、培育优良品种、优化饲料配方、提高饲养技术、革新通风供暖和清粪工艺、引进节能节水设施设备以及建立畜禽养殖低投入、高产出、高品质的无公害畜禽产品清洁生产技术体系，从源头上有效减少污染物的产生。

4.3加大畜禽污染物处理政策扶持力度

养殖业是关系国计民生的产业，但由于我国养殖业发展历程的特殊性，养殖业地位低下、利润偏低，所以一般养殖企业难以支撑废弃物标准化处理所需要的昂贵成本，政府部门应从政策与财力上鼓励与支持相关企业开展多种形式的畜禽粪便综合利用，并对使用畜禽粪便综合利用终端产品进行农作物生产的企业予以奖励；应发展一批致力于养殖业废弃物综合利用的示范企业，以带动当地畜禽业循环经济的发展，实现养殖、生态、环保、效益齐发展。

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中图分类号：X713

文献标识码：B

文章编号：1673-4645（2016）05-0071-05

收稿日期：2016-02-13

基金项目：江苏省农业三新工程项目（SXGC［2014］138，SXGC［2015］319），淮安市科技支撑计划（HAC2015019）

作者简介：王文祥，技术员，研究方向：畜禽健康生产与遗传育种

*通讯作者：黄瑞华，教授，研究方向：猪健康生产学与遗传育种，E-mail：hrh2002@163.com