大连市畜禽养殖污染现状及问题研究

安 娜

(大连市环境科学设计研究院， 辽宁 大连 116023)

1 引言

近年来，我国畜禽养殖业持续稳定发展，规模化养殖水平显著提高，但大量养殖废弃物没有得到有效处理和利用，畜禽养殖业面临越来越严峻的环境问题，畜禽养殖也成为农村环境综合整治的一项重要内容。畜禽养殖产生的粪便中含有的大量氮、磷元素及有机质等污染物，未经处理的粪污随意排放会引起地表水体富营养化[1]。畜禽粪便的不当施用，也会对土壤环境和农产品质量安全产生不良影响，研究表明在畜禽粪污还田的主要地区，畜禽粪便的施用已经成为农田土壤重金属污染的重要来源[2]。同时，畜禽粪便中抗生素类药物的残留、未经处理的致病菌等均会增加生态环境风险，并对人类食品安全构成威胁[3,4]。因此，加强畜禽养殖污染防治措施，提高畜禽养殖污染废弃物资源化利用，是进行农村环境综合整治，改善农村人居环境的必要条件。

在1999 ～ 2012年间，辽宁省畜禽养殖业所引起的农业面源污染比重越来越大，畜禽养殖对3种污染物(TN、TP、COD)排放量贡献率始终保持在55 %以上，是辽宁省农业面源污染的最主要来源[5]。大连市2015年，畜牧业产值230亿元，是2010年的1.4倍，畜牧业产值占农业总产值比重达到26%。全市肉、蛋、奶产量分别达到87万t、27万t、6万t[6]。畜禽养殖污染正日益成为大连市农村生态环境的主要污染威胁，尤其养殖过程中产生的恶臭等异味和养殖污水对地表水、地下水环境的污染，已经严重影响村镇人居环境和居民的饮水安全。本研究基于大连市的畜禽养殖规模统计数据，分析本地区畜禽养殖污染存在的主要问题，明确大连市各涉农区市县畜禽养殖污染物排放量和耕地负荷量，为大连市畜禽养殖污染防治提供科学依据。

2 研究方法

2.1 研究范围和数据来源

本研究的范围为大连市的11个涉农区市县的主要畜禽养殖种类牛、猪、鸡，估算其年粪便排放量，以2017大连市统计年鉴的数据为研究基础。

根据张绪美等[7]研究，生猪饲养周期199 d，以出栏量为饲养量；牛饲养周期按全年365 d计，以年底存栏量为饲养量；鸡分为蛋鸡和肉鸡，肉鸡饲养周期一般为55 d，以出栏量来计算，蛋鸡饲养周期一般为365 d，以年末蛋鸡的存栏量来计算。本研究的统计数据来源未注明鸡的类别，故以存栏数计。大连市各地区的畜禽养殖量见表1。

表1 2017年大连市各涉农区市县畜禽养殖量

2.2 计算方法和排污系数

根据排污系数法计算畜禽粪便和尿液的产生量，畜禽粪便污染物测算主要关注总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)和化学需氧量(COD)的含量，进一步计算畜禽粪便的耕地负荷量。由于畜禽粪污中成分的差异，为测算畜禽粪便的耕地负荷量，需对不同种类畜禽粪便的产生量进行统一换算。畜禽粪便排放量估算、猪粪当量的换算参见董雪霁等的研究[8]，具体系数见表2、表3。

表2 畜禽粪便、尿液以及污染物的产生系数

表3 各类畜禽粪尿的猪粪当量换算

3 结果分析

3.1 畜禽养殖量统计和粪污产生量计算

大连市各涉农区市县主要畜禽种类的养殖情况见表1。全市猪、牛、鸡的养殖主要集中在金普新区、普兰店区、瓦房店市和庄河市，四区各畜禽养殖量占全市总量的比例分别为93.40 %、96.59 %、94.04 %。其中猪的养殖量占比最高的地区是普兰店区，为45.57 %；牛的养殖量占比最高的地区是普兰店区，为36.83 %；鸡的养殖量占比最高的地区是庄河市，为28.62 %。按照大连市农业发展的规划和布局，以普兰店区、庄河市、瓦房店市为重点养殖区，金普新区为控制和适度养殖区，畜禽养殖均以普兰店区、瓦房店市、庄河市为优势产业。

各地区主要畜禽的粪尿产生量见表4，普兰店区的畜禽粪尿产生总量最大，达到297.89万t/年，占总产生量的36.62 %，从不同畜禽种类产生量看，猪粪尿和牛粪尿分别占其产生量的45.20 % 和35.63 %，是主要畜禽养殖废弃物。其他地区粪尿产生比重较大的是瓦房店市和庄河市，分别占总产生量的25.38 %、21.93 %。

表4 2017年大连市各涉农区市县主要畜禽粪尿产生量 万t

3.2 污染物产生量计算

畜禽养殖业对水体的污染主要来源于畜禽用水和水冲刷所致的污水，水体中氮磷及有机物的增加，可导致水体的富营养化，使水的溶解氧减少，对水环境造成严重污染[9]。本研究以总磷、总氮、氨氮和化学需氧量为例，计算出畜禽粪尿中的污染物含量，见表5。

表5 2017年大连市主要畜禽粪污中污染物的含量 万t

畜禽养殖污染物中总磷的年产生量2.05万t，总氮的年产生量5.80万t，氨氮的年产生量为2.51万t，化学需氧量的年产生量34.64万t。污染比较严重的是猪和鸡，约80 %左右的污染物都来源于猪和鸡粪尿，其次是牛，污染物含量占比分别为13.76%、28.56%、19.52%和25.79%。

3.3 畜禽粪污的耕地负荷量计算

大连市各涉农区市县畜禽粪尿的猪粪当量及耕地负荷量见表6，2017年大连市畜禽粪便年负荷量为5.63～66.15 t/(hm2·a)，平均负荷量为23.36 t/(hm2·a)，其中最大值为长兴岛66.15 t/(hm2·a)，最小值长海县5.63 t/(hm2·a)，有5个地区超过了全市的平均水平。根据李玉浸[10]研究表明，考虑到不同畜禽种类和不同区域特点的变化，认为每公顷土地能够负荷的畜禽粪便在30～45 t左右，如果超出就会对环境产生影响。以30 t/(hm2·a)为标准，超出耕地负荷量的地区有旅顺口区和长兴岛，畜禽养殖重点区域普兰店区、瓦房店市、金普新区均接近30 t/(hm2·a)的标准。大连市的畜禽粪便负荷的分布不均匀，平均负荷量不高，但旅顺口区和长兴岛的耕地年负荷量超过标准，可能会对其生态环境产生影响，需进一步优化畜禽养殖发展规划，有效开展污染防治对策。

表6 大连市各涉农区市县猪粪当量及耕地负荷量

3.4 耕地负荷量的警报及分级

根据沈根祥等[11]1994年提出的畜禽粪便耕地负荷警报值分级标准，以畜禽粪便猪粪当量负荷(Q)，同当地农田以猪粪当量计的有机肥理论最大适宜施肥量(p)的比值R(R=Q/p) 来间接表达各地区畜禽粪便负荷量承受程度。本研究p值取粮棉瓜果夹种地区的参考值105 t/(hm2·a)，标准提出在一般的条件和合理施用情况下，当警报值R<0.4时，该地区畜禽粪便可完全被农田环境所消纳和承受，对环境不构成污染威胁，随着警报值R的逐渐增大，对环境造成污染的威胁性就将越来越大。大连市各地区警报值及分级情况见表7，从分析结果看，长兴岛的警报值达到Ⅱ级，对环境有轻度影响；其余地区警报值均为Ⅰ级，对环境尚未构成威胁。

表7 大连市各涉农区市县猪粪当量耕地警报值及分级

4 大连市畜禽养殖现状及主要问题

规模化的养殖场(小区)基本配套建设环保设施，并进行种养结合的生态养殖方式。但大连市的畜禽粪污资源化利用工作尚处于起步阶段，没有区域性的生物质有机肥料厂对粪污进行集约化的收集和发酵处理，导致种养结合的生产方式不规范，对污水和粪污的不能做到高效的利用。区域性的种养结合模式仅限于粪污直接还田，基本没有高温发酵处理的过程，存在一定的环境风险。

规模化以下的畜禽养殖单位，畜禽废弃物资源化利用的意识薄弱，没有资金和技术投入到环境保护措施的建设，防渗防雨措施不尽完善，部分污水可能直接通过污水沟排入河道，污染河道地表水环境。养殖场所基本没有密闭管理，恶臭污染严重，导致部分地区的环境风险水平较高。

5 结论与建议

本研究通过对大连市各涉农区市县主要畜禽养殖种类养殖量、粪污产生量及耕地负荷量的计算，得出如下结论：①畜禽养殖业以普兰店区、瓦房店市、庄河市为优势产业；②污染物最大的地区为普兰店区，全市约80 %左右的污染物都来源于猪和鸡；③2017年畜禽养殖TP年产生量2.05万t，TN年产生量5.80万t，NH3-N年产生量为2.51万t，COD年产生量34.64万t；④大连市平均耕地负荷量为23.36 t/(hm2·a)，超出耕地负荷量的地区有旅顺口区和长兴岛，长兴岛的警报分级达到Ⅱ级，对环境具有轻度影响，大连市的畜禽粪便负荷的分布不均匀，且平均负荷量不高。

建议各地区以问题为导向，有针对性地开展治理与建设，积极发展生物质能源，将畜禽养殖废弃物资源化利用。政府通过树立典型示范镇(村)，根据本地区耕地以及作物种植情况，结合农业长期规划，推广分布实施畜禽废弃物资源化利用工程，为提高农村人居环境，促进生态农业建设提供有力保障。