邢台市畜禽粪尿污染现状分析及对策

张明华，谢文勇，武建领

（1.河北省环境监测中心站，河北石家庄050021；2.河北省环境保护厅，河北石家庄050051；3.邢台市环境保护监测站，河北邢台054000）

邢台市畜禽粪尿污染现状分析及对策

张明华1，谢文勇2，武建领3

（1.河北省环境监测中心站，河北石家庄050021；2.河北省环境保护厅，河北石家庄050051；3.邢台市环境保护监测站，河北邢台054000）

利用统计资料和文献数据，结合国内外研究，确定邢台市畜禽粪尿资源的计算参数和计算方法，估算了邢台市畜禽粪尿产生量及其中的氮磷养分的含量、CODCr含量和单位耕地负荷量，并分地区提出畜禽养殖污染负荷警报值，为邢台市畜禽养殖污染防治提供科学依据与技术支持。

畜禽养殖污染；排泄系数；污染负荷；警报值

近20年来，随着我国经济的发展和国民生活水平的提高，肉类产品消费量年增速度接近或者超过10%，畜禽存栏量每10年增加1～2倍[1～2]。2008年全国畜牧业总产值20 582.6亿元，占农林牧渔总产值的比重达35.5%。畜禽养殖业的发展在改善城乡生活的同时，也引发一系列环境问题。第一次全国污染源普查结果显示，畜禽养殖业COD排放量705.98万t，占COD排放总量的23.3%；总氮排放量45.75万t，占总氮排放总量的9.7%；总磷排放量9.16万t，占总磷排放总量的21.6%。

邢台市2007年畜牧业生产总值达351 198万元，占农林牧渔业生产总值的23.96%。本研究试图在收集国内外相关研究资料和确定邢台市畜禽粪尿计算参数的基础上，估算邢台市各县（市、区）畜禽粪尿资源、养分量、单位耕地负荷量、污染物数量，分析畜禽粪尿养分资源与污染潜力，从而为科学发展畜禽养殖、防治畜禽养殖污染提供依据。

1 材料及方法

1.1 基础数据

本研究中邢台市畜禽养殖数量来源于《邢台市统计年鉴2008》。确定猪的饲养周期一般为199 d，牛、驴等大型牲畜及羊为365 d，鸡的饲养周期取平均值为210 d，兔的饲养期为90 d[3～5]。因此，将猪、鸡、兔当年的出栏数分别作为其饲养数量，将牛、驴等大型牲畜及羊的年末存栏量作为其饲养数量。

1.2 计算参数

1.2.1 畜禽粪尿排泄系数

畜禽粪尿的日排泄量与品种、体重、生理状态、饲料组成和饲喂方式等均相关[6～7]。我国目前尚没有相应的国家标准，通过收集比较国内公开发表的文章[3,5,7～11]，确定各类畜禽新鲜粪尿的排泄系数（表1）。

表1 邢台市畜禽粪尿排泄系数

1.2.2 不同畜禽鲜粪尿污染物平均含量

不同畜禽鲜粪尿污染物平均含量来自文献[11]。

1.2.3 计算方法

参照文献 [10]，本研究采用计算方法汇总如下:

①畜禽年产粪量＝饲养量×饲养期×粪排放系数；②畜禽年产尿量＝饲养量×饲养期×尿排放系数；③畜禽粪中污染物产生量＝畜禽年产粪量×畜禽鲜粪尿污染物平均含量；④畜禽尿中污染物产生量＝畜禽年产尿量×畜禽鲜粪尿污染物平均含量。

2 邢台市畜禽粪尿及污染物产生量估算

如表2所示，邢台市2007年畜禽粪尿产生量为786.77万t，其中粪产生量为527.05万t，尿产生量为259.72万t。粪尿中CODCr产生量为19.83万t，BOD产生量为16.35万t，NH3-N产生量为1.76万t。主要畜禽种类中，以猪、牛、鸡粪便和主要污染物产生量最大。

表2 2007年邢台市畜禽养殖污染物产生量

如表3所示，邢台市耕地畜禽粪尿负荷量为12.17 t/hm2，耕地畜禽粪尿纯N负荷量为71.59 t/hm2,耕地畜禽粪尿纯P负荷量为21.67 t/hm2。畜禽粪尿产生总量列前3位的是宁晋县、南宫市、隆尧县；耕地畜禽粪尿负荷量列前3位的分别是大曹庄管理区、临城县、内丘县；耕地畜禽粪编纯N负荷量列前3位的是大曹庄、临城县、沙河市；耕地畜禽粪尿纯P负荷量列前3位的是大曹庄、临城县、柏乡县。

3 邢台市畜禽粪尿对环境影响的分析

3.1 对水体环境影响的分析

国家环保总局南京环科所研究显示，从全国来看，固态粪污中污染物进入水体的流失率处于2%～8%的水平，而液体排泄物中污染物进入水体的流失率达到了50%。具体到COD流失率:牛粪的COD流失率为6.16%；猪粪的COD流失率为5.58%；羊粪的COD流失率为5.50%；家禽粪的COD流失率为8.59%；牛猪尿的COD流失率为50%[12]。按照以上数据计算邢台市2007年畜禽粪尿COD的流失情况，结果如表4所示。

由表4可知，邢台市2007年进入水体的畜禽粪尿COD为2.31万t，是当年工业COD排放量的1.09倍，畜禽养殖对水体的污染已超过工业的污染水平。

表3 2007年邢台市各县（市、区）畜禽粪尿总量和耕地畜禽粪尿、纯养分N、纯养分P负荷量

表4 2007年邢台市畜禽粪尿及COD的流失量 万t

3.2 对耕地负荷的分析

3.2.1 畜禽粪尿耕地负荷的分析

尽管不同畜禽品种和不同区域会有所变化,但是一般每公顷土地能够负荷的畜禽粪尿在30～45 t左右，如果高出这一水平，就会带来土壤的富营养化，对环境产生影响[3]。一般认为警报值为R＝Q/P，Q是耕地畜禽粪尿负荷量，P是有机肥最大适宜施用量。这里P值取最大限度45 t为最大理论适用量。

表5 畜禽粪尿土地负荷警报值分级的环境影响 [13]

邢台市2007年警报值R＜0.4，说明该市畜禽粪尿对环境无影响。大曹庄耕地畜禽粪尿负荷量最大，对环境影响较严重。临城县、内丘县、宁晋县畜禽粪尿对环境稍有影响，其它县（市、区)畜禽粪尿对环境无影响（见表6）。

表6 邢台市畜禽粪尿负荷警报值前五位县（市、区）

3.2.2 畜禽粪尿纯N、P养分耕地负荷的分析

单位耕地面积上畜禽粪尿N、P营养元素的负荷反映了畜禽粪尿对于耕地土壤的污染风险。朱兆良[14]研究表明,大面积化肥年施氮（N） 量应该控制在150～180 kg/hm2，超过这一水平就会引起环境污染。粪便年施氮量与土壤质地、肥力和气候等自然条件有关，综合考虑这些影响因素，欧盟的农业政策规定，粪肥年施氮（N）量的限量标准为170 kg/hm2，研究表明，超过这个极限值将会带来硝酸盐的淋洗[15]。

邢台市2007年耕地畜禽粪尿纯N负荷量为71.59 kg/hm2。大曹庄、临城县耕地畜禽粪尿纯N负荷量超过150 kg/hm2，其中大曹庄耕地畜禽粪尿纯N负荷量高达269.8 kg/hm2（见表3），已严重威胁了该地区的环境。

磷在土壤中的移动性较差，易在土壤中累积。因此评价粪便磷养分的环境效应时，既要考虑到因施用粪尿磷养分的量，也要兼顾土壤的供磷水平。过量的磷会通过土壤的淋洗而进入地表径流造成水体的富营养化[16]。土壤的粪尿年施磷（P2O5）量不能超过80 kg/hm2（约35 kg P/hm2）[17]。

邢台市2007年耕地畜禽粪尿纯P负荷量为21.67 kg/hm2，未对环境产生影响。大曹庄、临城县、柏乡县、沙河市耕地畜禽粪尿纯P负荷量均超过了极限值35 kg/hm2（见表3）。

4 对策建议

邢台市防治畜禽养殖业污染，应遵循“综合利用优先、资源化、无害化、减量化”的原则，走可持续发展道路。

科学规划，清洁生产。要结合当地城乡总体规划、环境保护规划和畜牧业发展规划，做好畜禽养殖污染防治规划，优化规模化畜禽养殖场（小区）及其污染防治设施的布局，避开饮用水水源地等环境敏感区域。同时要大力推进现有规模养殖场标准化建设，遵循畜禽养殖业污染防治规范，实行畜禽养殖污染源头削减，发展清洁养殖。要推广“干清粪”或“粪水固液分离”等无水或少水养殖技术，最大程度地收集畜禽粪便，尽量减少废水排放量，提高资源化利用水平；积极推进清洁养殖，改变传统养殖方式，推广综合科学饲养、资源化利用、无害化处理等各项防治措施，实现养殖生产全过程控制。[18]

对已建成的规模化畜禽养殖场，要采取切实可行的防治措施，对生产过程中各产污环节进行有效治理，根据畜禽养殖场规模推行适宜的畜禽养殖废弃物无害化处理模式和资源化综合利用模式，提高末端治理效率，限时达标排放。同时要做到产用平衡，实行种养结合，发展生态农业，实现还田利用。对选址不当及无法实现污染物达标排放的畜禽养殖场，要实行关停、搬迁等措施，以减少对环境的污染。

非集约化畜禽养殖废物实行“统一收集、集中处理”模式，既可解决非集约化畜禽养殖污染问题，又促进了农业生态系统中种养间物质循环和能量转化，达到种养区域平衡[19]。但是由于该模式涉及收集、运输、沼液消纳返回等，是一个复杂系统工程，需要通过数学模型及实践进行优化，以达到效率最优，成本最低。

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Analysis on Present Condition and Strategies of Livestock Excrement and Urine Pollution in Xingtai

Zhangminghua1， XieWenyong2， Wu Jianling3
（1.Hebei Environmental Monitoring Centre，Shijiazhuang Hebei0500211；2.Bureau of Environmental Protection of Hebei Province， Shijiazhuang Hebei 0500182；3.Xingtai Environmental Monitoring Station， Xingtai Hebei054000）

The production of livestock and poultry manure,the amounts of nitrogen,phosphorus and the chemical oxygen demand,and the demand of the manure in Xingtai city were analyzed based on statistical data and literatures.The paper put forward the alarm values of pollution loading capacity of livestock and poultry breeding for different counties in Xingtai to provide the scientific basis and technological support for controlling breeding pollution of livestock and poultry.

livestock and poultry pollution； excretion coefficient； pollution loading capacity；alarm value

X71

A

1008-813（2011）03-0070-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.03.020

2011-04-25

张明华（1979—），女，河北省遵化市人，毕业于河北科技大学环境科学与工程学院，工程师。