李国鹏
(西宁市动物疫病预防控制中心,青海 西宁 810003)
农业面源污染是指在农业生产活动中,农药、化肥、畜禽粪便及其他有机或无机污染物质,通过农田的地表径流和地下渗漏等过程,进入受纳水体引起水质污染的过程[1-3]。农业面源污染主要来源于化肥施用、农田固体废弃物、畜禽养殖粪污、水产养殖污水和农村生活污染等5个方面[4]。根据2010年环保部发布的《第一次全国污染源普查公报》显示,农业面源污染物排放对水环境影响较大,农业面源污染化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)排放量分别占全国污染排放总量的57.2%、67.4%、43.7%[5]。黄河流域是我国重要的生态屏障和重要的经济地带,在我国经济社会发展和生态安全方面具有举足轻重的地位。西宁市流经的主要是黄河上游最大的一个一级支流湟水河。湟水河流经该市的湟源县、湟中区和西宁市区,经青海省海东市最终在兰州达川西古河嘴入黄河,全长370 km。据相关调查,湟水河污染物主要是氨氮、生化需氧量等有机物,个别河段出现六价铬、挥发酚等超标现象,且干流超标河段数大于支流。因此,加强黄河治理保护,推动黄河流域高质量发展,积极支持流域省区打赢脱贫攻坚战,对维护社会稳定、促进民族团结具有重要意义。
西宁市正常经营的畜禽规模养殖场共236家(其中:生猪40家、肉牛95家、奶牛14家、肉羊65家、家禽22家)。存栏生猪25 855头、奶牛4 543头、肉牛26 536头、肉羊29 367只、家禽321 550羽。年产生粪污37.99万t,尿液17.83万t。西宁市已建成规模养殖场大中型沼气池19家,年产沼渣1.2万t。全市屠宰场19家,其中生猪屠宰场10家、牛羊屠宰场5家、家禽屠宰场4家;年屠宰生猪58.92万头、牛14.42万头、羊56.39万只、家禽156.95万羽,年产生粪污339.77 t。全市现有有机肥加工厂7家(湟中区2家、湟源县5家),有机肥厂设计生产能力为27万t,实际生产量为12万t。全市畜禽规模养殖场(户)中,由于封闭集运设备少,只有10%左右畜禽粪便送往有机肥加工厂,90%的畜禽粪便简单堆放发酵后进行还田。
根据小流域特征,选取湟水河流经西宁市区域的两县两区四镇22个村、大通河流经区域的一县一区三镇6个村作为调研区域。其中,选取湟水河上游区域湟源县巴燕乡(上游1)、申中乡(上游2),湟水河中游区域湟中区多巴镇(中游),湟水河下游区域城东区韵家口镇(下游)。占地总面积461 172.7m2,畜禽规模养殖户46家。选取大通河西宁段上游区域大通县宝库乡、中游区域大通县长宁镇、下游区域城北区廿里铺镇,占地总面积461 672.7m2,畜禽规模养殖户9家。
针对农业面源化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)排放量[6]等主要污染物,分别对区域内畜禽养殖业污染展开调查。
2.2.1 资料收集 信息检索、广泛收集流域内畜禽养殖情况、粪污处理利用情况相关资料。
2.2.2 现场勘查 通过现场勘查,了解流域内农业面源污染现状和相关信息,核实收集资料的准确性。
2.2.3 人员访谈 对区域内知情人员现场咨询、访谈。包括流域内农业面源污染历史和现状。
2.2.4 数据统计分析 分析整理基础数据,参照第一次污染源普查和相关污染物排放系数手册以及《污染源普查产排污系数手册》[7]中畜禽养殖面源产污系数与排污系数开展数据统计。
按西宁市养殖量估算,西宁市畜禽养殖污染物排放情况(见表1)。湟水河流域西宁段畜禽规模养殖场污染物排放(见表2),COD上游占排放总量的21.32%、中游9.96%、下游0.93%;TN上游占排放总量的20.88%、中游12.22%、下游0.86%;TP上游排放总量的17.18%、中游13.51%、下游0.77%;Cu上游占排放总量的4.56%、中游11.97%、下游0.35%;Zn上游占排放总量的16.99%、中游11.16%、下游0.81%。大通河流域西宁段畜禽规模养殖场污染物排放(见表3),COD上游占排放总量的7.06%、中游4.66%、下游0.14%;TN上游占排放总量的6.26%、中游4.95%、下游0.13%;TP上游排放总量的5.51%、中游6.82%、下游0.11%;Cu上游占排放总量的1.32%、中游5.69%、下游0.03%;Zn上游占排放总量的5.38%、中游4.99%、下游0.11%。
表1 西宁市畜禽养殖污染物排放情况
表2 湟水河流域西宁段畜禽规模养殖污染物排放总量及在全市排放占比
通过对湟水河流域西宁段46家畜禽规模养殖污染源普查,明确西宁市以牦牛肉牛养殖排放较大,是治理重点。其中,污染源COD、TN、TP、Zn上游较重,中游次之,下游最低;污染物Cu的排放中游高于上游,主要原因是畜禽饲料中含有较高剂量的微量元素添加剂、抗生素、化学合成药物等,畜禽消化吸收后残留在排泄物中,土壤长期使用简单堆积发酵后的畜禽粪肥会导致土壤表面大量的金属离子沉积,例如铜、锌会影响植物的生长,给人类和动物健康带来潜在的威胁,应予以重点治理。根据普查结果发现,污水处理方式基本均为灌溉农田、粪便处理利用主要为施入农田和生产有机肥。
通过对大通河流域西宁段9家畜禽规模养殖污染源普查,受天然草场放牧、城镇化发展等因素影响,上游养殖量较中下游大。中游长宁片区TP、Cu的排放量较上游地区高,主要因素是中游短期育肥和规模养殖比重大,饲料消化率低,饲料添加剂中的铜、砷及其他重金属元素、抗生素、化学合成药物使用较大。
西宁市湟源县地处湟水河上游区域,因湟源县是典型的半农半牧、农牧交错互补地区,区域特征明显。其畜牧业总产值占农业总产值的52.95%,主要以牦牛育肥为主,中游湟中区因“兰西城市群”“多巴城市副中心”发展,城镇化速度加快,养殖用地逐渐减少,呈现污染程度上游至下游依次降低趋势,根据空间分布,丘雯文等[8]研究测算农业面源污染必须因地制宜、因地施策。
根据测算结果,湟中多巴镇污染物Cu较上游排放量高,主要原因有上游地区畜牧业发展转型升级,先后被列为全国草牧业试点县、粮改饲试点县和全国畜牧业绿色发展示范县、化肥农药减量增效行动整县推进试点县,污染物源头排放总量减少,湟中区因城市化发展,养殖用地少导致养殖以快速育肥多,畜禽饲料中较高剂量的抗生素、化学合成药物使用,使土壤金属离子沉积。
农业面源污染防控工作是一项长期性、复杂性、系统性的工作,青海处于西部地区、民族地区、欠发达地区、重要生态功能区,先天不足客观制约与后天失养主观影响并存,生态保护区域生态脆弱、范围大,农村公共服务体系建设历史欠账太多,农村环保设施不完善、收储运处理系统不健全等短板持续存在,快速增长的农业经济对环境资源付出了较大代价[9]。生态环境保护与区域发展矛盾突出,导致农业面源污染治理难度加大。现有粪污处理加工设备由于运行成本较大、操作不方便、使用率低,多数养殖场粪污加工设备处于闲置状态。
由于青海地区地理条件因素限制,天然草场放牧等靠天养畜的生产方式仍然存在,规模养殖场粪污处理大多仍以堆积发酵还田方式处理,简单堆放的畜禽粪便中尿酸盐很难被作物直接吸收,土壤盐离子浓度过高导致烧根、烧苗的现象。已建的畜禽规模养殖场(小区)大中型沼气池由于受气候条件等影响,沼气发酵时间延长,产气率低,造成沼气池生产使用成本过大,维护成本高。单项技术多综合技术少、传统技术多替代技术少和综合性防控技术力量薄弱等问题长期存在,畜禽养殖等农业面源污染已成为水体污染的重要影响因素[10]。
表3 大通河流域西宁段畜禽规模养殖污染物排放总量及在全市排放占比
畜禽养殖污染等农业面源污染防控涉及农业农村、自然资源、生态环境等众多部门,各部门职责不同,应加强对养殖场(小区)用地总体规划布局、各部门审批事项管理、养殖场动物防疫条件审查和执法检查力度,加强多部门参与畜禽养殖污染治理联合执法力度。财政部门应加大畜禽养殖污染处理基础设施建设扶持力度。生态环境部门应加强畜禽规模养殖场(小区)环境监管,按照建设项目环境影响评价分类管理和相关技术标准要求,认真落实环境影响评价审批和备案制度,对未依法进行环境影响评价的畜禽规模养殖场依法进行处罚。市场监管部门健全畜禽粪污还田利用和检测标准体系,完善肥料登记管理制度,强化商品有机肥原料和质量的监管与认证,实行综合干预,将养殖场污染降到最低程度。
根据西宁市总体规划、生态功能区规划和《西宁市畜禽养殖禁养区限养区划定方案(试行)》,进一步优化畜禽养殖布局、规模和环境承载量、巩固提升湟水河流域及其一级支流二级支流500 m范围内“关、停、转、搬”养殖场(户)的整治成果,鼓励禁养区养殖场异地搬迁恢复生产。采取前期监理、中期监测、后期监控的原则,把规模养殖场污染治理列入重点目标管理,层层落实污染防控责任,发现问题及时处理,全力控制面源污染。持续开展规模养殖场动物疫病风险评估工作,重点对规模养殖场场址选择、功能区布局、生产设施、消毒设施、无害化处理设施、人员配置、制度建设、内部管理、档案记录等进行量化评估,查找疫病防控风险点,确定风险等级,采取有针对性的风险防控措施,科学总结推广黄河流域西宁段综合治理的成功模式。
依托青海省黄河流域横向生态补偿机制和湟水流域水生态补偿机制政策,积极争取中央、省、市级财政专项资金支持,整合财政支农资金、农业综合开发项目资金、扶贫开发资金等各类涉农资金,重点向畜禽粪污资源化利用方面倾斜,加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用工作。通过建设区域粪污处理中心,购置粪污运输车、封闭式吸污车等扶持形式,加快粪污收贮运设施设备提升改造,形成畜禽养殖废弃物资源化利用全过程闭环。
从粪污源头减量和末端利用为抓手,积极发展生态循环畜牧业,畜禽规模养殖场配套建设自动投喂、清粪、无害化处理等环保设施装备,科学制定饲料精准配方,提高饲料转化率,从而增加养殖效益。大力发展畜禽养殖规模化标准化创建,做深做精饲草种植及后续产业,以“粮改饲”和“种养一体化”为试点,推进饲草种植、加工、养殖、有机肥生产等集约化一体化循环发展模式。
对生态涵养区、重点养殖带的畜禽养殖污染物排放加大监管力度,实行定期监测、信息发布制度,后期根据监测结果进行减排效果评估。以青海省农牧业大数据平台为依托,加大对规模养殖场户的监督管理力度,落实预防措施,配套完善综合利用与治理设施,科学实施减排效果评估,明确各责任主体法律责任,全面做好畜禽养殖废弃物资源化利用,有效预防环境污染。