山东省牛主要污染物产生量估算及环境效应研究

张淑二，侯世忠，战汪涛，吴 杰

（山东省畜牧总站，山东 济南250022）

本研究通过对山东全省及各地市粪便产生总量进行估算，并计算单位耕地面积的牛粪便及其养分负荷量，牛排泄污染物占当年所有畜禽所产污染物的比例等。

1 材料与方法

1.1 基础数据

2010年牛养殖数量行业统计来源于山东省畜牧兽医局《2009山东畜牧业统计年鉴》［1］和《2010山东畜牧业统计年鉴》［2］。

2010年牛养殖数量统计局数字来源于《2010山东农村统计年鉴》［3］和《2011山东农村统计年鉴》［4］。

2012年牛养殖数量行业统计来源于山东省畜牧兽医局《2011山东畜牧业统计年鉴》［5］和《2012山东畜牧业统计年鉴》［6］。

值得注意的是，在《2010山东农村统计年鉴》和《2011山东农村统计年鉴》牛的各市存栏量之和与年鉴中"全省总计"不符，为确保省市数据的一致性，我们采用各市存栏合计数作为"全省"的存栏量。

无论是行业数据还是统计局数据，本研究届取上一年年底（作为当年年初）和当年年底牛存栏数之和的平均数作为当年牛的全年平均存栏量。

1.2 计算参数

1.2.1 牛粪便排泄系数 牛粪便的日排泄量与品种、体重、生理状态、饲料组成和饲喂方式等均相关［7］。我国目前尚没有相应的国家标准，这里我们采用了不同的排泄系数：

2010年存栏量按行业统计数字计算时的日排泄系数按侯世忠［8］的牛排泄系数及其中的养分含量计算（表1）。

2010年存栏量按统计局数字计算时按侯世忠等［9］的牛排泄系数及其中的养分含量计算（表2）。

2012年存栏量按行业统计数字计算时的日排泄系数按环保部的牛排泄系数及其中的养分含量计算（表3）

1.2.2 牛粪便养分含量系数 本研究在估算牛产生的粪便总量时采用的是直接排泄的新鲜粪便，因此在选用粪便养分含量系数时也仅选择新鲜粪便样品的养分含量（表1）。

1.3 估算方法

1.3.1 牛污染物产生总量的估算

牛的年度污染物产生量计算公式为：

式中：Q为年度污染物产生量；N为年平均存栏量；T为饲养期（牛的饲养期超过1年，按365d计算）；P日为日排泄系数；P期为饲养期排泄系数

（P期＝T·P日）

1.3.2 畜禽粪便中纯养分量的估算

畜禽粪便中纯养分量的计算公式为：

式中：A为畜禽粪便中养分量；q为畜禽粪便产生量；c为单位质量畜禽粪便养分含量。

表1 畜禽粪便排泄系数及其中的养分含量

表2 全省及各市牛粪便排泄系数

表3 畜禽污染物周期排泄量

2 结果与讨论

（1）根据行业统计数据，2010年，全省及各地市牛粪便产生量及畜禽粪便、氮素养分、磷素养分耕地负荷

由表4可以看出，2010年全省牛粪便产生量及其氮素养分、磷素养分含量分别为9702.2万t、34.05万t和7.96万t，占全省所有畜禽相应指标（28 473万t、144.51万t和51.25万t）［8］的比例分别为34.07%、23.57%和19.29%。每公顷耕地面积粪便、氮素和磷素负荷分别为12.9t、45.3kg和10.6kg。

从各地市来看，牛粪便产生量最多的是德州、济南和滨州，分别是1 682.7万t、1 072.8万t和878.7万t；单位耕地面积粪便负荷最高的是济南、德州和滨州，分别是29.7t、27.2t和19.7t。牛粪便产生量最少的是莱芜、枣庄和日照，分别是27.4万t、120.1万t和121.1万t；单位耕地面积粪便负荷最低的是莱芜、枣庄和日照，负荷量分别是4.0t、5.0t和5.3t。

（2）根据统计局数据，2010年，粪便的环境效应，全省及各地市牛粪便产生量及畜禽粪便、氮素养分、磷素养分耕地负荷

由表5可以看出，2010年全省牛粪便产生量及其氮素养分、磷素养分含量分别为7 074.7万t、25.99万t和6.07万t，占全省所有畜禽相应指标（19 815万t、98.53万t和29.82万t）［9］的比例分别为37.37%、26.38%和20.36%。每公顷耕地面积粪便、氮素和磷素负荷分别为9.9t、34.6kg和8.1kg。

从各地市来看，牛粪便产生量最多的是德州、济南和滨州，分别是1 694.4万t、858.3万t和680.1万t；每公顷耕地面积粪便负荷最高的仍是德州、济南和滨州，分别是27.4t、23.8t和15.2t。牛粪便产生量最少的是莱芜、日照和枣庄，分别是19.3万t、91.7万t和114.7万t；单位耕地面积粪便负荷最低的是莱芜、日照和枣庄，负荷量分别是2.8t、4.0t和4.8t。

（3）根据行业统计数据，2012年，全省及各地市牛粪便产生量及畜禽粪便、氮素养分、磷素养分耕地负荷

由表6可以看出，2012年全省牛粪产生量6 397.7万t，尿3 198.9万t，BOD169.76万t，COD 217.5万t，氨氮22.04万t，总氮53.55万t，总磷8.83万t。占全省当年所有畜禽相应指标（18 746.8万t、9 128.9万t、648.3万t、729.0万t、68.75、162.66万t和51.65万t）［10］的比例分别为34.13%、35.04%、26.18%、29.84%、32.06%、32.92%和17.09%。

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3 结语

全省牛粪便产生量约在7 000～9 700万t之间，占当年所有畜禽粪便产生量的34.07%～37.37%之间，即三分之一以上。德州、济南和滨州三个城市，不论是总量还是单位耕地面积负荷方面都是最高的；恰恰相反，莱芜、日照和枣庄三个城市，不论是总量还是单位耕地面积负荷方面都是最低的。济南和德州两市单是牛粪便的土地承载量就接近了欧洲标准30t／hm2的限量值［10］，应该引起我们对全省畜牧业发展方式和发展战略的高度重视。

［1］ 2009年山东省畜牧业统计年鉴编委会.山东畜牧业统计年鉴2009［M］.济南：山东省畜牧兽医局，2009.

［2］ 2010年山东省畜牧业统计年鉴编委会.山东畜牧业统计年鉴2010［N］.济南：山东省畜牧兽医局，2010.

［3］ 山东省统计局.2010山东农村统计年鉴［N］，北京：中国统计出版社，2010.

［4］ 山东省统计局.2011山东农村统计年鉴［M］，北京：中国统计出版社，2011.

［5］ 2011年山东省畜牧业统计年鉴编委会.山东畜牧业统计年鉴2011［M］.济南：山东省畜牧兽医局，2011.

［6］ 2012年山东省畜牧业统计年鉴编委会.山东畜牧业统计年鉴2012［M］.济南：山东省畜牧兽医局，2012.

［7］ 王方浩，马文奇，窦争霞等.山东省畜禽粪便产生量估算及环境效应［J］，中国环境科学，2006，26（5）：614－617.

［8］ 侯世忠.山东畜禽粪便产生量及其环境效应分析［J］.山东畜牧兽医，2013，（2）：1－3.

［9］ 侯世忠，张淑二，战汪涛等.山东畜禽粪便产生量估算及其环境效应研究［J］.中国人口·资源与环境，2013，（11）：78－81.

［10］ 国家环境保护总局自然生态保护司.全国规模化畜禽养殖业污染情况调查及防治对策［M］.北京：中国环境科学出版社，2002：77－78.