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我国畜禽养殖污染原因分析与处理对策

2016-04-14黄洁盛清凯

山东农业工程学院学报 2016年7期
关键词:养殖业粪污粪便

黄洁,盛清凯

(1.山东省农业科学院科技信息研究所,山东济南250100;2.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,山东省畜禽疫病防治与繁育重点试验室,山东济南250100)

我国畜禽养殖污染原因分析与处理对策

黄洁1,盛清凯2

(1.山东省农业科学院科技信息研究所,山东济南250100;2.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,山东省畜禽疫病防治与繁育重点试验室,山东济南250100)

我国畜禽养殖业发展迅速,养殖业总产值占农业总产值的1/3。同时,畜禽养殖过程产生的粪污量也大幅增加。由于粪污处理方式、技术、设施没有同步跟进,粪污产生与消纳严重失衡,导致环境污染问题凸显,甚至对我国畜禽养殖可持续高效发展形成困扰。解决环境污染与养殖规模化发展的矛盾,只有客观分析畜禽养殖业污染的原因、遵循国家的环境控制标准,因地制宜,推行种养模式,优化粪污处理工艺,粪污达标排放变废为宝,既保障畜禽养殖的可持续发展,又促进了农业的降本增效。

畜禽养殖;污染;处理对策

我国畜禽养殖业发展迅速,养殖业总产值占农业总产值的比重不断增加。2014年畜牧业产值超过2.9万亿元,约占农业总产值的1/3。畜禽养殖业迅速发展的同时也伴随着粪污产生量的大幅增加,据行业统计,全国每年产生38亿吨粪污,综合利用率不足60%,即还有大量的粪污没有得到合理处理和利用。因此,养殖业发展面临着既是要高产,同时要减排以及粪污处理与资源化利用的多重压力。要缓解这个矛盾,保障我国畜禽养殖业持续发展,是摆在政府、行业以及科技人员面前的重大亟待研究解决的课题。本文对畜禽养殖污染的原因、国内外养殖环境控制以及粪污处理对策进行了阐述。

一、我国畜禽养殖业污染产生的原因

(一)规模化畜禽养殖发展迅速,粪污处理与利用滞后。

传统农户散养畜禽时,饲养量小,粪便产生少,养殖户多采用与生活废弃物、污水及垫栏土混合沤肥后作为有机肥料及时直接使用,一般不会产生严重的环境污染。而畜禽养殖规模化的迅速发展,粪污产生量急剧增加,无害化处理和合理化利用却非常滞后。加之养殖业与种植业供需脱节,粪污就地消纳尚未建立联动机制,致使养殖场大量粪污管理粗放,得不到及时有效处理,任由养殖场长期堆积,污水自行就近排放。不仅养殖场内污染严重,肮脏不堪,还殃及周围居民,成为环境污染源。另一方面,我国规模化畜禽养殖的城郊化的发展也加剧了农牧脱节,导致污染严重。

(二)布局不合理

近80%畜禽规模养殖场集中分布在东部沿海地区和诸多大城市周围,中部地区不到总数的20%。部分养殖场建立在城市郊区,甚至与城市周边城镇连为一体。畜禽场选址、养殖模式、规模、粪污处理方式等管理不严格与监督不到位,以至于不仅养殖场自身环境极差,还对周边生态环境构成威胁。为此,各地都引发过养殖场与周围居民的严重环境纠纷。

(三)畜牧业的环境管理还处于相当薄弱的环节

畜牧业的产业发展和环境管理严重脱节。主要为:其一,相应的环境政策不足。尽管《畜禽养殖业污染防治技术规范》、《畜禽养殖业污染物排放标准》、《畜禽养殖污染防治管理办法》等颁布实施,但由于执行力弱,相关规定、规范和办法未得到有效落实;有些省级以下部门,甚至将加强环境管理视为畜牧业发展的障碍。其二,环保部门与畜牧部门脱节。其三,大多数地区对规模化畜禽养殖的环境管理水平较低。我国养殖污染较大畜禽场缺乏规范的环境管理,80%左右的规模化场对粪污及环境的治理投入不足,缺乏必要的处理如:固液分离、发酵处理等无害化技术和设施设备,粪污处理方式仍然处于比较原始的状态。

二、国内外畜禽粪便处理及环境控制标准

(一)国外畜禽粪污管理

早在上世纪50年代,美国、日本、欧洲各国等发达国家已经开始了集约化工厂化养殖,大量粪便及污水的产生,造成了严重的环境污染。因此,养殖业规模化的快速发展及粪污对环境污染的严重性引起了各国的关注。相继通过立法对畜禽养殖场建设及粪污处理进行规范化管理。如德国则规定未经处理的粪污不得排入地面或水源。挪威为防止畜禽污水污染水资源,分别于1970年、1973年、1977年、1980年多次发布了许多相关法规,禁止将任何牲畜粪肥倾倒在封冻和雪覆盖的土地上;禁止污水排入河流。

(二)我国对畜禽养殖环境控制的技术规范

我国国家环境保护总局2002年实施了《畜禽养殖业污染防治技术规范》(HJ/T81-2001)。本技术规范规定了畜禽养殖场的选址要求;场区布局与清粪工艺;畜禽粪便贮存、污水处理、固体粪肥的处理利用;饲料和饲养管理;病死畜禽尸体处理与处置;污染物监测等污染防治的基本技术要求。

农业部2006年实施了《畜禽场环境质量及卫生控制规范》NY/T 1167-2006。本标准规定了畜禽场生态环境质量及卫生指标、空气环境质量及卫生指标、土壤环境质量及卫生指标、饮用水质量及卫生指标和相应的畜禽场质量及卫生控制措施。本标准适用于规模化畜禽场的环境质量管理及环境卫生控制。

2006年农业部实施了《畜禽粪便无害化处理技术规范》(NY/T1168-2006)。本标准规定了畜禽粪便无害化处理设施的选址、厂区布局、处理技术、卫生学指标及污染物监测和污染防治的技术要求。适用于规模化养猪场、养殖小区和畜禽粪便处理场。

农业部2006年实施了《畜禽场环境污染控制技术规范》(NY/T1169-2006)。本标准规定了畜禽场选址、厂区布局、污染治理设施以及控制畜禽场恶臭污染、粪便污染、污水污染、病源微生物污染、药物污染、畜禽尸体污染等的基本要求和畜禽场环境污染检测控制技术。本标准适用于目前正在运行生产的畜禽场和新建、改建、扩建畜禽场的环境污染控制。

《畜禽规模养殖污染防治条例》是2013年10月8日国务院第26次常务会议通过并于2013年11月11日中华人民共和国国务院令第643号公布的文件。该《条例》分总则、预防、综合利用与治理、激励措施、法律责任、附则6章44条,自2014年1月1日起施行。

2016年6月1日国务院印发《土壤污染防治行动计划》,备受关注的环保《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)正式出台。“土十条”中强化畜禽养殖污染防治。严格规范兽药、饲料添加剂的生产和使用,防止过量使用,促进源头减量。加强畜禽粪便综合利用,在部分生猪大县开展种养业有机结合、循环发展试点。鼓励支持畜禽粪便处理利用设施建设,到2020年,规模化养殖场、养殖小区配套建设废弃物处理设施比例达到75%以上。

以上标准、法规等,规定了粪便处理的卫生学指标、环境卫生指标、检测方法以及管理方法等。

三、畜禽养殖环境控制对策

畜禽养殖业的安全高效发展关乎人们生活水平提升和社会经济增长。随着规模化、工厂化生产比重的增加,虽然养殖过程中产生大量的粪污,但只要严格推行国家一系列的技术规范、治理规定,提高监管力度,引导和强化从业者环境控制意识和自律性。遵循粪污处理无害化、减量化、资源化、生态化等环境友好原则,从畜禽养殖场选址、建设、生产模式设定、投入品安全监控、设施化配置等与污染产生和环境控制等重要因素的源头抓起,推行种养一体化生产模式、优化粪污处理工艺、因地制宜集成已有的技术措施,就能达到安全、清洁养殖,环境优美的理想目标。

同时,我国应借鉴发达国家的经验,对化肥产、销适当加征税收;对于注重污染防治以及粪污资源化利用的养殖企业,给予适当补贴政策。以期达到畜禽养殖环境有效控制、改善,而又能保障养殖业高效可持续发展。

畜禽养殖减少污染的几点对策:

(一)优化养殖布局,划定禁养区、限养区和适养区。人口密集的畜牧业主产区域,各级政府应依据有关法律法规,结合当地畜禽养殖业发展的目标、社会自然条件和环境保护需求,制定切实可行的畜禽生产规模和区域规划,科学区分禁养、限养和适养区。如山东省各县区2017年年底前完成禁养区内养殖场户关闭或搬迁,其中,国家水污染防治重点流域即海河淮河流域内各市及畜禽养殖污染防治重点区域提前1年完成。限养区内,严格计算并控制承载畜禽的数量,养殖场必须按照国家标准建设。限养区和适养区内,新建畜禽养殖场(区),要严格执行环境影响评价。对既有的养殖场(区)要落实粪污处理与利用措施,对不达标的限期治理。

(二)推行农牧结合、渔牧结合、农牧渔果结合等多种生产模式。这是近年来国内外畜禽养殖与粪污处理的良好模式。养殖场可视所具备的自然条件,选择干清粪、水冲粪或水泡粪处理方式。一般地处人口少土地多区域的规模化工厂化养殖场,多采用水泡粪方式,根据农时和种植业的需要定期将发酵好的无害的粪污提供给农田、鱼塘、蔬菜、果林等。既达到了粪污无害化处理和资源化利用的环境综合治理目标,又为种植业、渔业生产提供了优质的安全的有机肥料。因此,实现农牧结合种养一体化的生产模式,可为农业、养殖业双重可持续发展提供技术和经济支撑。

(三)因地制宜,选择适宜工艺,综合治理。养殖场内实行固体粪便和尿液分离,雨水和污水分流,最大限度的减少粪污尤其是污水量,以利于降低后处理、加工、利用各环节的能耗。通过改变粪污清理工艺,减少养殖污染。

目前国内外常用畜禽粪尿处理工艺有:水冲粪、水泡粪、干清粪三种清粪工艺。畜禽场环境污染控制技术规范(NY/T1169-2006)提倡采用干清粪工艺。

水冲粪工艺——养殖场主要用自来水每天多次冲刷粪尿,将固体粪便冲散开后,使其一同进入缝隙地板下的粪沟。再进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池,再进行固液分离。该工艺自动化程度较高,但耗水量大。

水泡粪清粪处理工艺——是在水冲粪的基础上改造形成的。其工艺多用于生猪养殖场。猪采取高度集约化饲养,猪在漏缝地板上活动,地板下设有与地板面积同等大面积而深度在150cm左右的污水池(排粪沟)。沟内首先注入一定量的水,产生的粪尿通过漏风地板和不定时冲洗进入粪沟中储存、定时排放。该工艺减少劳动力投入,用水量较少,自动化管理。缺点:因粪便长时间在猪舍中贮藏,自然厌氧发酵,极易产生硫化氢、甲烷等大量的有害气体,污染舍内空气,甚至危及动物和饲养人员的健康。贮留过程中粪水混合物的污染物浓度升高,也为后处理增加困难。因此,近年来我国不支持水泡粪处理方式。

干清粪工艺——是粪便一经产生便及时处理,干粪由机械或人工收集、清扫、运走,尿液进入漏缝地板下的污水道。养殖规模小的、采取水泥地面饲养的,尿液进入专用的地上污水沟。这种工艺能减少水冲量,做到粪尿分离,分别处理,显著减轻后端粪尿综合处理难度。与水冲式和水泡式清粪工艺相比,干清粪工艺粪便清除及时,粪中干物质含量高且养分尚未流失,肥效高,便于堆积及自然产生高温腐熟。堆积产热实际是微生物分解有机物的发酵过程,发酵使粪便腐殖化和无害化而变成腐熟肥料,其中含有丰富的有机物腐殖质和氮、磷、钾化合物,为土壤提供重要活性物质。可直接用于农田施肥,安全有效。也可采取颗粒肥料制作工艺,利用高温高压的加工方法杀灭粪污中的细菌、病毒和寄生虫。产品优质,便于保存和使用。可专供城市绿化用肥。

(四)采取污水净化后循环利用。如奶牛场冲洗场地用水量大,该循环利用方法使用较多。要使污水净化后作为水资源循环利用,养殖场首先采用干清粪的方式,场内建设封闭式污水排放沟渠,雨水与污水分流,固体粪便与尿液分离,减少污水量,降低净化压力和成本。净化后达到循环利用标准的水,可用于场内冲洗畜舍地板、污水排放沟、圈栏等。固体粪便可按照干清粪工艺加工利用。

在由多个小规模场(户)组成的集中养殖区,可在小区内按照环保要求的标准建设粪便堆积发酵专用场所和污水处理池。小区内必须合理规划,净、污道严格区分,防止处理不当造成小区交叉污染。

(五)从饲料源头控制,减少养殖污染。随着科技的不断进步,建立能量和蛋白质理想数学模型,准确设计畜禽不同生长、生产阶段的饲养标准,以期配制既能满足畜禽对营养成分的需要量,又不因营养过剩造成饲料成本升高和浪费,进而通过减排降低对环境的污染。

为提高畜禽日粮中营养物质的消化吸收率,可适当添加植酸酶、蛋白酶、聚糖酶等酶制剂和益生菌素,尤其在幼小畜禽日粮中添加效果更佳。益生菌素的作用是增加胃肠道有益菌数量,平衡肠道菌群,抑制有害菌的产生,对提高饲料转化率、减少氮排泄量作用明显;但饲料中限制添加高铜,禁止使用抗生素。日粮中添加中草药等除臭剂,减少动物粪便臭气的产生。

综上所述,我国畜禽养殖业的迅速发展是社会经济和人们生活水平提高的重要标志。畜禽粪污对环境治理造成的压力也早已引起政府和社会的高度关注,先后出台了养殖环境控制、粪污无害化处理技术和规范、排放标准以及中华人民共和国环境保护法,使得畜禽养殖环境控制和粪污处理有章可循,有法可依。虽然养殖环境的改善还有一个较为漫长的过程,但只要政府加大投入和监管力度,提高从业者的自律性和大局意识,优化粪污处理方案,达到减排和高效综合利用,变废为宝将指日可待,进而形成现代农牧安全生产并持续健康发展的良性循环。

[1]陆文聪,马永喜,Holger Bergmann,规模化养殖场废弃物处理方式的优化研究——一北京顺义区某村生猪养殖为例{J}中国畜牧杂志2011.(6):45-51.

[2]唐世翠彭吉艳彭永胜,畜禽养殖污染产生的原因与处理,中国畜牧兽医文摘,2016.32(1):77.

[3]张伟,河北省规模奶牛养殖场粪污处理现状及对策研究,中国畜牧杂志,2016.52.(4):43-47.

[4]畜禽场环境质量及卫生控制规范.NY/T1167-2006.

[5]畜禽场环境污染控制技术规范.NY/T1169-2006.

[6]《水污染防治行动计划》,2015年4月16日国务院印发.

[7]《畜禽规模养殖污染防治条例》.

[8]《中华人民共和国环境保护法》,2015年1月1日.

[9]《土壤污染防治行动计划》,2016年6月1日国务院印发.

编辑:董刚

Analysis and Treatment Countermeasures of pollution in livestock and poultry breeding in China

HUANG Jie1,SHENG Qingkai2
(1.S&T Information Institute,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Jinan 250100,China; 2.Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Shandong Provincial Key Laboratory of Animal Disease Control and Breeding,Jinan 250100,China)

China's livestock and poultry breeding industry has developed rapidly,aquaculture output value accounts for one third of total agricultural output.At the same time,the amount of manure produced by livestock and poultry breeding process also increased significantly.Due to the sewage processing, technology,facilities not sync up,the manure produced and consumptive and serious imbalance,leading to highlight the problem of environmental pollution,even for China's livestock and poultry breeding for sustainable and efficient development formed distress.Only an objective analysis of the causes of pollution of livestock and poultry breeding industry,follow national environmental control standards,adjust measures to local conditions,implementation of planting and breeding model,optimization of sewage treatmentprocess,in order to make manure discharged waste to treasure,not only to protect the sustainable development of livestock and poultry breeding,and promote agricultural lower the cost and increase the efficiency.

Livestock and poultry breeding;Pollution;Treatment Countermeasures

S815.2

A

2095-7327(2016)-07-0031-04

黄洁(1983-),女,山东济南人,山东省农业科学院科技信息研究所研究实习员,主要从事农业科技期刊编辑与农业信息研究。盛清凯(1971-)(通讯作者),男,山东陵县人,博士,山东省农业科学院畜牧兽医研究所研究员,主要从事动物营养与生态研究。

环保部水体污染控制与治理科技重大专项(2013ZX07103006-007),山东省农业重大应用技术创新项目[鲁财农指(2014)38号]。

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