浙江省畜禽养殖污染治理成本及养殖利润评估

杜程远，陈晓冬，张祎雯，樊 霆，李 华

（1.安徽农业大学 资源与环境学院/农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室，安徽 合肥 230036；2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021）

随着我国养殖业的快速发展，畜禽养殖已成为农村面源污染的主要来源[1，2]，给农村水环境[3，4]、土壤环境、大气环境造成严重破坏。这一污染若由国家、社会环境承担其治理费用，就是畜禽养殖污染的环境成本[5]。在过去散养阶段，养殖数量有限，畜禽粪污、污水大部分被直接用于农业种植，污染物质被土地所消纳，未造成环境污染，而随着规模化养殖的不断发展，畜禽养殖的环境污染问题逐渐凸显，导致环境成本不断增加。针对这种现状，许多学者认为应将环境成本纳入养殖体系，即畜禽污染环境成本内部化[6]，可在一定程度上减少不当的养殖行为。本文将在此基础上，分析2018年浙江省养殖污染环境成本对养殖户经济效益的影响。

目前，计算养殖污染环境成本主要有两种方法：养殖污染环境成本法和污染损失法。还可进一步细分为污染损失法、直接市场价值法、人力资本法、恢复费用法、影子工程法、市场替代法等。不同方法差异明显，各有优缺，需要在计算过程中结合现实因素进行筛选。覃一枝[7]等以外部性理论、环境承载力理论、成本管理理论为基础，采用排污系数发和成本评估法计算了湘江流域的养殖污染成本；魏晓博[8]等采用规范分析法和实证分析法对中国的生猪养殖的污染治理成本进行计算；于婧[9]采用污染成本核算法对茂名市的养殖污染治理成本进行计算，结果得出该市的土壤和水污染治理成本为1.99 亿元。但是这些研究只计算了区域的养殖污染环境成本，并未深度考虑将环境成本纳入养殖体系后，养殖户的经济损失。本文首先采用排泄系数法计算浙江省2018年畜禽养殖的排污总量，并在此基础上采用养殖污染环境成本法计算畜禽养殖的水、土壤、大气污染环境成本，最后分析此成本对养殖户经济效益的影响,旨在为浙江省控制养殖污染环境成本提供理论依据。

1 估算体系与计算方法

1.1 估算体系

畜禽粪污的排放若超出农用地的负荷量，会给土壤、水质、大气造成一定的污染，研究中所使用的畜禽粪污污染环境成本评估的指标体系见表1[7]。

表1 畜禽粪污环境成本的主要核算指标

1.2 计算方法

1.2.1 畜禽粪污排放总量

G 表示畜禽粪污总量；Q 表示不同畜禽的养殖数量；W 表示不同畜禽粪污的排泄系数；T 表示养殖周期。

1.2.2 废水及水污染物环境成本

畜禽养殖场的固体粪污以及未经处理的污水污染负荷很高，另外粪污堆肥，部分氮磷会随着地表水流失，渗入地下，造成严重的危害。计算水污染环境成本的公式为：

其中，V 为畜禽养殖废水排放的污染环境成本；P 表示为养殖废水中某种水污染单位环境成本；Q表示为养殖废水中某种污染物含量；G 表示畜禽养殖废水总量；A 表示某种畜禽养殖数量；E 表示为某种畜禽的养殖周期；C 表示为某种畜禽单位废水的产生系数；F 表示某种畜禽的粪污总量；Z 表示某种污染物(COD、BOD5、NH3-N)的含量系数；I 表示某种畜禽粪便中污染物的水体流失率。

1.2.3 土壤污染环境成本

D 表示土壤污染的环境成本；Y 表示畜禽粪污污染所造成的农作物减产比例；S 表示受污染耕地面积；U 表示耕地单位产量；N 表示当年的农作物市场价格。因为该年度的粮食产量占浙江省农作物总产量的80%，所以在本研究中只选取粮食产量进行计算。

1.2.4 大气污染环境成本

大气污染环境成本主要是计算畜禽养殖过程中所产生的温室气体，畜禽粪污中主要的温室气体有CH4、N2O。其计算公式为：

H 表示温室气体环境成本；K 表示某种气体增温效益相当于CO2的倍数；L 表示某种温室气体的排放量；M表示每吨CO2所需的治理费用。

依据武深树[10]等研究表明，CH4、N2O 的增温效益分别是CO2的21 倍、310 倍，每吨CO2排放造成温室效益所带来的治理费用是20 美元，按照2018 年的汇率，约等于132元人民币。

2 结 果

2.1 畜禽粪污总量

依据公式（1）可知，浙江省2018 年畜禽粪污总量为1527.33 万t，其中粪便796.8 万t，占总量的52.17%；尿液730.54 万t，占总量的47.83%。各类畜禽粪污总量差距较大，猪、家禽粪污占总量的78.38%；牛的日排泄量最多，但因养殖数量少的缘故，只占总量的14.34%；兔的粪污总量最少，结果如表2所示。

表2 浙江省畜禽粪污总量(t）

2.2 水污染环境成本

因为年鉴中缺少羊的相关数据，本研究只针对猪、牛、家禽的养殖水污染环境成本进行了核算。其中废水的产生系数主要由徐谦、金冬霞[11-12]等人的研究结果计算得知，粪污水体流失率定为35%[5]，则COD、BOD5、NH3-N 3 种污染 物 总量分 别 为45.81、36.75和3.75万吨，如表3所示。

表3 2018年浙江省畜禽规模化养殖废水及污染物总量

依据我国《畜禽养殖污染物排放标准》（GB18596-2001）中的相关规定，规模化畜禽养殖业水污染的COD、BOD5、NH3-N 最高允许日排放浓度分别为400mg/L、150mg/L、80mg/L。则畜禽规模养殖中产生的COD、BOD5、NH3-N 总量分别为31.21万吨、31.27 万吨、0.83 万吨。依据弓素梅[13]等研究可知，养殖水污染环境成本中COD、BOD5、NH3-N的治理成本分别为1875.6 元/t、385 元/t、468.9 元/t，由此推算出，2018 年浙江省畜禽养殖水污染的环境成本为7.05 亿元，其中COD、BOD5、NH3-N 环境成本分别为5.85亿元、1.2亿元、0.04亿元。

2.3 土壤污染环境成本

根据畜禽粪污土壤污染的研究成果[14,15]可知，农田可消纳一定数量的畜禽粪污，最大理论适宜量为30t/hm2，超出这一限量，将导致粮食产量和质量下降。用浙江省畜禽粪污总量（1527.33万t）除以地区耕地面积（975730hm2），得到的畜禽粪污负荷为15.65t/hm2，土地负荷警戒值为0.52（15.65/30），可见，浙江省畜禽养殖对土地环境压力水平已经达到II级。

在各地市级城市中，杭州、衢州、金华、舟山的风险等级较高，风险指数分别为1.03、0.75、0.87、0.97；湖州、嘉兴、宁波污染等级均为I 级，风险指数分别为0.34、0.18、0.38。依据刘艳红[14]等人的研究，浙江省的耕地面积与畜禽粪污负荷警报值如表4、表5所示。

表4 畜禽粪污负荷警报值

表5 浙江省各地区耕地面积与土地负荷

由于畜禽粪污排放超出土地承载负荷，从而造成粮食减产。依据前人研究，本文将畜禽粪污过量排放造成的粮食减产定为2.24%[13]。由年鉴可知，2018 年浙江省粮食总产值为149.79 亿元，因此，土壤污染环境成本为3.59亿元。

2.4 大气污染环境成本

畜禽粪污是CH4、N2O 等温室气体的重要释放源。同时，畜禽粪污产生的恶臭、粉尘排入大气，造成空气中含氧量相对下降，污浊度提高；粉尘中的大量微生物还会影响人畜健康。由于缺少臭气、粉尘的相关数据，本研究只考虑养殖过程中的CH4、N2O 排放量，其排放系数主要依据武深树、刘涛[10,5]等人的研究结果计算得出，如表6所示。

表6 畜禽粪污CH4、N2O养殖周期内排放系数（g）

CH4、N2O 排放总量如表7 所示，其中CH4排放量最多的是家禽，为2.01 万吨，占总量的44.82%；猪的排放量为1.2 万吨，占总量的26.79%；牛的排放量最少，为6200 吨。N2O 的总排放量为291.09 吨，其中家禽排放总量最多，为180.23 吨，占总含量的61.92%；猪的排放量为108 吨，占总含量的37.10%。可见猪与家禽排放的CH4、N2O 是大气污染的主要组成部分。

表7 2018年浙江省畜禽粪污CH4、N2O排放量（t/a）

由（6）式可计算出，浙江省2018 年的大气污染环境成本总额为1.6 亿元，其中CH4为1.41 亿元，N2O为0.19亿元。

2.5 畜禽养殖的利润值分析

综上所述，浙江省2018年畜禽养殖污染的环境成本总额为12.24 亿元，由《浙江省2019 年年鉴》可知该年度畜牧业总产值为331.8 亿元，养殖污染环境成本占其比重的3.69%。

由《全国农产品成本收益资料汇编2019》可知浙江省2018 年畜禽养殖的成本值与利润值。成本值主要由生产成本、物质与服务成本、人工成本、土地成本等构成；养殖利润有主产品产值和副产品产值构成，如表8所示。

表8 浙江省2018年畜禽养殖的利润率变化

其中，单位羊的利润率最高，为35.71%；家禽次之，为28.34%；牛的净利润最高。从总利润值来看，猪的总利润值最高，为19.46 亿元，占畜禽养殖总利润的50.73%；家禽、羊、牛总利润值分别为6.3 亿元、7.3 亿元、5.3 亿元。2018 年浙江省畜禽养殖的利润值为38.36 亿元，若将养殖污染环境成本纳入养殖体系，则利润损失31.60%。

按《家禽养殖业污染物排放标准》1.2.5 版本将各类畜禽养殖量换算为猪当量，核算单位猪的纯利润下降比率，并以此评估各类畜禽的利润损失率。因为年鉴中缺少肉鸡、蛋鸡、奶牛、肉牛的具体数据，因而在本文中进行了平均取值，1 头牛可以换算7.5 头 猪；1 头 猪 换 算3 只 羊；1 头 猪 换 算45 只 羽家禽。

2018 年浙江省畜禽养殖量为854.01 万头（猪当量），每头猪应承受143.32 元的利润损失，利润率下降38.80%；每头牛承受1074.9 元利润损失，利润率下降27.37%；每只家禽承受3.18 元利润损失，利润率下降38.97%；每只羊承受47.77 元的利润损失，利润率下降9.55%。

3 讨论与建议

本研究计算了浙江省2018 年畜禽养殖水、土壤、大气污染环境成本，并分析将环境成本纳入养殖体系后对农户养殖利润的影响。结果得出该年度的环境总成本为12.24 亿元，其中土壤污染环境成本为3.59亿元，大气、水污染治理成本分别为1.6、7.05亿元，若将污染成本纳入养殖体系，则养殖户利润损失31.91%。在前人研究中，刘涛[5]计算了广东省的畜禽养殖污染环境成本，为194.34 亿元，其中大气污染治理成本为61亿元，其污染程度远超浙江省；周媛媛[16]对重庆市的畜禽养殖污染治理成本进行评估，总计3.73 亿元；徐婷婷[17]等测算出2016 年郑州市畜禽养殖污染环境成本为2.2 亿元，其中空气污染最严重，治理成本1.74 亿元，土壤污染未达到污染限制值，水污染情况良好，治理成本要少于浙江省。各区域的养殖污染情况不同，但都严重阻碍区域农业的健康发展，因而需要控制治理成本的持续增长。

影响养殖污染治理成本的因素较多，首先是落实政策，必须按照《中国人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》第五十六条等规定进行防治。对未达到排污许可标准的企业予以整顿或取缔。同时，还需要建立严格的监管体系，强化执法监督，在自然保护区、人口集中区等敏感区域安置监测设备。开凿渠道，对养殖场的废水进行统一疏导和无害化处理。

其次，认真组织完成禁养区划定工作。政府要严格按照《浙江省土地利用总体规划（2006-2020年）》中的规定进行规划，对区域内的养殖户进行限期迁移，对养殖困难户进行政策补贴，对逾期未迁的企业进行封禁。合理规划养殖区域，对畜禽粪便的就近消纳以及粪便的运输有着重要意义。

再次，加大宣传力度，提高个体散养户的可持续发展意识。政府需要定期举办培训、讲座，动员养殖户参加，提高他们的无害化处理意识，加大动物疫情防控。2018年的猪瘟对浙江省畜禽养殖销售的影响巨大，要建设更加完备的疫情防控系统，研究养殖幼崽疫苗，从源头掐死病毒，进而实现畜禽养殖业健康发展，使畜禽养殖走上可持续发展道路。

最后，要全面使用资源化利用处理技术。控制大气污染治理成本，可通过在饲料中加入除臭器，强化饲料中蛋白质的消化吸收进而减少臭气排放；亦可通过采用物理法（水洗法、空气稀释法）、化学法（燃烧法）、生物法（微生物菌剂）等手段控制畜禽粪污的气味。对畜禽粪污的处理可采用固液分离处理法，有利于厌氧效果提升，同时缩小厌氧处理装置的容积，减少了设施成本[18]。目前，广泛应用的固液分离技术包括重力沉降技术、蒸发技术等，都需要进一步的研究。

4 结 论

浙江省2018 年的畜禽养殖污染治理总成本为12.24亿元，其中，土壤污染的环境成本为3.59亿元，大气污染环境成本为1.60 亿元，水污染环境成本7.05亿元。该省年度畜牧业总产值为331.8亿元，养殖污染环境成本占其比重的3.69%；畜禽养殖的年总利润为38.36 亿元，将养殖污染环境成本纳入养殖体系后，则养殖户净利润下降31.91%，单位猪、牛、羊、家禽的利润分别减少143.32 元、1074.9 元、47.77 元、3.18 元，利润率分别下降38.80%、27.37%、9.55%、38.97%。由此可见，将畜禽养殖污染环境成本纳入养殖体系会直接影响到养殖户的利益，不利于区域农业经济发展，因此科学控制污染已经刻不容缓。