畜禽粪污处理模式国内外研究综述

李 宁

（辽宁省动物卫生监测预警中心，辽宁 沈阳110005）

世界各发达国家的畜禽养殖业自20世纪中期开始朝着规模与集约化方向迈进，规模养殖虽然形成了良好规模效益，但也对环境造成了相当大的破坏。原因在于，规模化的畜禽养殖场每日均产生大量粪污，而这些粪污又极难无害化处置，因而对环境造成严重破坏[1]。对此，许多发达国家积极采取各种方法，防范和治理养殖业对环境造成的污染[2-3]。同时，国外相关学者也对农业面源污染进行了大量研究，其主要结论可简要概述如下：面源污染波及范围占全球陆地总面积的30%～50%，此外，面源污染造成全球1.44亿公顷耕地出现不同程度退化，这其中农业面源污染约占75%左右。目前，农业面源污染己成为水体环境中氮磷含量的主要来源，美国的农业面源污染占污染总量的比例达到50%左右，荷兰的农业面源产生的总氮量占水体环境污染的60%，总磷则达到40%～50%。而畜禽养殖污染则是农业面源污染的重要组成部分，在20世纪六七十年代，全球诸多畜牧产业发达的国家和地区均不同程度地暴露出畜禽粪污污染环境的症结，并且，在畜禽密度高度集中的地域，畜禽粪污已经成为污染环境的主要来源。

1 美国

美国通过法律为养殖业污染分类治理。美国立法把养殖行业污染源区分为点源性污染和非点源性污染两类。治理点源性污染的方法为：通过污物集中与使用技术手段处理使排放物强制达到国家排放标准。治理非点源性污染的方法主要为综合无害化处理，主要方法为：①国家部门和民间团体两个层次分别制定污染物治理措施与项目计划；②通过防污良好，推广广泛的生产者对其他从业者进行培训与经验示范，综合各种方法以达到养殖业废弃物无害化处理利用。1977年，美国的清洁水法中规定，工厂化的规模养殖业看做点源性污染，与工业和城市设施污染相同，要求其排污水平达到国家污染减排系统标准。法律条文要求，畜禽场建设规模超过一定标准的，必须要经过上报审批，取得环境标准许可后，还要严格履行环境法及相关政策要求。此外，美国于1987年在水法修订版中还重新定义非点源性污染，并制定了非点源性污染治理计划。除了使用法律手段之外，美国还特别注重使用农牧结合的方法来破解养殖业排污治理的难题[4-5]。美国目前多数大型农场均为农牧结合型农场，合理协调种植与养殖的比例关系，适当安排轮种，科学分配生产与销售等生产各环节，严格落实“以养定种”的目标，合理分配养殖与种植规模，使“草、料、肥”3种形态的产品形成良性循环，以解决养殖业污染源的污染问题。

2 加拿大

加拿大同美国类似，主要也是通过法律手段管理养殖业污染。加拿大地方各个省均针对畜禽养殖业制订了环境管理技术标准，所有养殖从业者必须按照标准严格管理以防止污染。加拿大畜禽养殖业的环境管理技术标准中规定的内容十分详尽，包括从业者建厂的地理位置选择及施工、粪污的存放与土地使用等一系列规范[6]。而且，一旦从业者违反管理标准导致环境污染事故，地方环保部门将按照《加拿大联邦渔业法》及相关省法律有关条款进行处罚。例如：加拿大的畜禽养殖业环境管理技术标准要求，养殖场内部产生的畜禽粪污必须在附近10 km内的土地内自行处理，并加以利用，如果畜禽养殖场本身没有能够处理本场出产的粪污的足够的土地，就必须同其他畜禽养殖场签订粪污使用合同，以保证自产粪污可全部利用。由于加拿大处理养殖业畜禽粪污的方式主要为粪肥化还田使用，禁止将养殖污水排放到水系中，因此在污水治理方面投入较少。

3 欧盟

20世纪90年代，欧盟各个成员国审议了新修订的环境法，法律中重新定义了每公顷载畜量标准、畜禽粪污用于农用的限量标准和圈养畜禽密度标准，鼓励从业者实施粗放式畜牧养殖，严控养殖规模，依据种植面积合理设置粪污处理装置，并通过控制载畜量、挑选适宜作物品种、压缩无机肥使用、合理使用有机肥等良性循环性活动减轻环境负担，并规定凡按此标准执行畜牧养殖的从业者均可得到养殖补贴[7]。

3.1 荷兰 于1971年立法，禁止将粪污直接排放至地表水中以此减少畜禽粪便对环境的污染。此外，从1984年起，国家不再批准现有从业者扩大养殖规模，并通过法律限制载畜量标准为小于等于2.5畜单位/hm2，如果养殖户超过此标准则需缴纳粪便费[8]。

3.2 丹麦 为防止粪污污染环境，丹麦同样限定了各种严格的环保条件，如：限制单位土壤内可消化粪污量，制定畜禽密度最大值上限，要求在12 h内将裸露田间所施的粪肥犁入土壤中，禁止向冻土或雪地上施粪肥，还要求农场储粪量达到可存本场9个月出产的粪便。

3.3 英国 英国的畜牧业均远离都市且与种植业相互补，畜禽粪便全部经过处理变成肥料，既不破坏环境，又提高土壤肥力[9]。此外，英国限制建设大型畜牧农场，目的是使畜牧产生的粪污不超过土地的承载能力，英国规定了单一畜牧场畜禽最高数量上限：奶牛200头、肉牛1 000头、种猪500头、肥猪3 000头、绵羊1 000只，蛋鸡7 000只。

3.4 德国 德国法律规定，没有经过处理的畜禽粪便禁止排入地下水源或地表。此外，在与所供应的城市公用饮水或饮用水有关的水源地上，单位土地面积对照畜禽最大饲养量进行了规定，数量上限为猪9～15头、鸡1 900～3 000只，羊18只、鸭450只，牛3～9头、马3～9匹。

4 日本

1970年左右，日本的畜牧业对环境的破坏十分严重，对此，日本通过了《防止水污染法》《恶臭防止法》和《废弃物处理与消除法》等7部相关法规，对养殖场污染治理出台详细严格措施。此外，日本政府还出台国家补贴政策，鼓励从业者保护环境，减少畜禽粪污对环境的污染，即国家和地方财政补贴占农场环保处理设施建设费75%，农场自付25%。

5 国内研究综述

我国的规模化养殖业与发达国家相比，起步晚、起点低，环保意识薄弱、基础较差，与发达国家相比在环保治理方面水平与技术差距较大。而我国畜禽养殖业的环保问题源于缺乏“大局观”，没有全面考虑各种条件的综合情况（如土地、水源承载力、种植业相关配套等）混乱无序经营的结果。但我国政府同样关注到养殖污染问题，对此也相继出台了部分治理规定，但我国法律建设与国外相比层次较低，现行规定均为行政法规，并非法律条文，因而强制性不强，在现实中“有法不依”的现象十分突出。目前，国内对养殖业畜禽粪污处理的相关研究主要包括以下几个方面。

5.1 粪污处理技术与方法 徐应明[10]在论文中介绍了国内如何外处理畜禽粪便，他们所采用的处理技术、各类标准，以及我国当前畜禽粪污处理的经济、科技现状，研究指出本行业排污的恶臭标准、卫生指数值和生化标准值；张忠祥[11]提出了养殖-种植-渔业相结合的循环方式，通过厌氧发酵粪便，为种植业和渔业提供沼气、沼液及沼渣，形成良性的内部循环；杨修等[12]以“种植-养殖”为样本研究“投入-产出”分析，基于此提出种养结合的合理化方式；石军等[13]通过饲料中的营养控制来调节动物的生长代谢，减少动物的粪便排放量，从而防止粪污给环境带来的污染；李建华等[14]提出“清洁生产”的相关概念；王凯军[15]综述了国内外的粪污处理方式、设备和技术。昝林森等[16]利用生物处理方法使用蚯蚓处理粪便，并与自然堆肥比照，分析了不同方法对粪污氨气产量的影响，他提出，利用蚯蚓处理后的畜禽粪便氨气产量明显下降。庄文发等[17]对辽宁省畜禽标准化规模养殖现状进行了阐述，并介绍了未来发展思路。王悦等[18]综述了畜禽养殖舍氨气减排技术。

5.2 粪污管理与立法 汪雅谷等[19]研究了粪污造成污染的原因，他提出由于农场无相关财力，无法建设粪污处置或循环利用设备，或者农场的分布不科学导致对环境的污染，可借鉴发达国家粪污管控经验，规划养殖业组成与分布、畜禽粪污处置方式与设备、管理污染的规定和法律等方面内容；潘学峰等[20]研究了发达国家的粪污处置流程相关技术方法、管理模式和立法经验；陶涛[21]研究了我国的粪污处理相关法律法规建设现状，提出我国应建立健全全国性的粪污管理相关法律法规，同时考虑到不同地域各自的独特性，法律应与当地实际情况相适应；李远等[22]研究指出，应制定政策加强宏观调控，促进种植业与养殖业达到有机循环，使用多种手段促进粪污综合利用，达到减少粪污总量，合理利用粪污，对环境无污染的目标。陶秀萍等[23]阐述了畜禽养殖废弃物资源的环境风险，并介绍了其处理利用技术现状情况。河北省2018年将利用中央财政农机购置补贴资金购置补贴资金，对粪污收、储、运及有机肥加工使用等畜禽养殖废弃物资源化利用装备实行敞开补贴补贴[24]。

此外，在规范畜禽粪污处理方面，我国也颁布了部分相关法律法规。如，1996年农业部颁布《关于“九五”期间加快能源环境工程建设的通知》，其中提出：新建畜禽场等畜禽养殖企业要依据《国务院关于进一步加强环境保护工作的决定》的精神，对粪便、污水的治理要做到同步建设、同步规划、同步设计，治理费用应高于总投资的10%；2001年3月，《畜禽养殖污染防治管理办法》由国家环境保护总局下发，11月28日，国家环境保护总局与国家质量监督检验检疫总局联合下发了《畜禽养殖业污染物排放标准》，对已有畜禽养殖场的环境污染提出了限期达标排放、搬迁等治理方案。2015年4月24日《中华人民共和国畜牧法》修订版实施，其中第四十六条指出：“畜禽养殖场、养殖小区应当保证畜禽粪便、废水及其他固体废弃物综合利用或者无害化处理设施的正常运转，保证污染物达标排放，防止污染环境。畜禽养殖场、养殖小区违法排放畜禽粪便、废水及其他固体废弃物，造成环境污染危害的，应当排除危害，依法赔偿损失。国家支持畜禽养殖场、养殖小区建设畜禽粪便、废水及其他固体废弃物的综合利用设施。”

5.3 经济学相关分析 刘建昌等[25]提出征收各类税费达到经济目的，如：征收养殖税淘汰小散养殖户，征收超标排污税，强制养殖者排污达标；控制养殖总量；此外，可探讨实施排污权交易，让排污权在养殖户之间流通，以减少总控成本。王晓燕等[26]提出使用经济政策杠杆奖优罚劣，支持建设粪污处理厂和复合有机肥加工厂，鼓励农民多施有机肥；征缴排污超标罚款限制畜禽养殖场超量排污。彭新宇[27]使用经济学分析方法研究了养殖户利用沼气技术治理粪污的技术经济评价，结论表明政府补贴养殖户建设沼气池，可加速沼气技术推广。连海明[28]通过对畜禽粪污处理不同模式的成本和效益分析来研究粪污处理在实际生产中的可行性，提出了在制定养殖业污染防治战略，加强源头控制的前提下，采用农牧结合的粪污治理模式，走循环经济的道路，从根本上解决畜禽粪便的污染。高懋芳等[29]选用最新版Manure-DNDC模型，模拟畜禽养殖及废弃物处理的生物地球化学过程，分析氮素在动物、畜禽粪便、农田之间的迁移转化，探讨该过程中氮素的主要损失途径以及污染物负荷的时空变化特征。潘丹[30]研究表明，规模养殖和畜禽污染之间呈现出较为明显的倒U型曲线关系，即小规模养殖和大规模养殖所产生的畜禽污染较低,而中等程度的规模养殖所产生的畜禽污染较高。

5.4 国家相关政策支持在粪污处理中发挥的作用进入21世纪后，我国政府部门加大对畜禽产业的资金扶持力度，启动并建设多个相关项目促进畜禽业良性发展，以期减少对环境的污染。政府为治污防污提供补贴的相关项目包括:①建设沼气项目。从2001年起，中央财政设立了农村能源项目补助资金，对包括沼气工程在内的农村小型公益能源设施建设给予部分财政补贴。至2003年，中央财政又专设了针对我国农村沼气建设的国债项目，主要补贴农村沼气建设项目，以户为基本单位，补贴范围包括：沼气池建设、改厕、改圈、改厨等。中央对农户建设沼气项目单元的补助标准为：东北、西北地区1 200元/户，西南地区1 000元/户，其他地区800元/户，小型沼气工程10万元/处。②集约化畜禽养殖防污治污专项资金。此项目主要补贴中西部地区大型集约化畜禽养殖业，对养殖产生的污染及对养殖粪污的综合利用予以资金支持。防污治污项目处理污染物所涵盖的单位应为规模以上企业（以畜禽存栏数计：猪3 000头以上；鸡100 000只以上；牛200头以上；羊9 000只以上），项目资金补贴范围包括：企业采购防污治污设备、贷款贴息及利用环保新技术。③标准化畜禽养殖小区试点项目。该项目主要目的在于普及环保的粪污治理技术，该技术主要内容为“三改”“两分”及“再利用”。其中，“三改”包括：清粪方式改水冲为干式、用水方式改无限为控制水量、排污方式改明沟为暗渠。“两分”包括：固液分离和雨污分离。“再利用”是指将粪污经过无害化处理之后可以被农田果园利用”。各个养殖企业应依照各自企业当地周边种植业、水域条件和自然环境等各种相关情况在奶牛和生猪养殖小区推广上述环保的粪污治理技术。设计并建造粪污无害化处理设施，可对固体粪污采取静态发酵堆肥技术，对液体粪污使用田间利用模式，还可以将这两种模式优化组合。该项目提供补贴的小区标准为：存栏奶牛500头，或者生猪3 000头，或者日产固体粪污10 t。资金标准为70万元/小区。④生猪/禽类标准化规模养殖项目。由政府规划中央预算内投资，该资金优先用于建设粪污治理相关设施，主要投资范围包括：生猪扩繁场、生猪标准化规模养殖场/小区的改扩建和种鸡场的恢复重建。补助投资标准：①对基础母猪饲养规模大于500头，且未发生过口蹄疫、猪瘟、高致病性猪蓝耳病等疫情的生猪扩繁场，中央补助投资金额标准为100万元。②对生猪标准化规模养殖场/小区/重点户实行按规模补助（规模养殖场需实现饲养标准化，实行人畜分离、集中饲养、封闭管理，且经改造后粪污可集中处理、排放达标）。③年出栏量大于500小于1 000头的养殖场补助投资平均为20万元/户。年出栏量大于1 000小于2 000头的养殖场养殖场补助投资平均为40万元/户。年出栏量大于2 000小于3 000头的养殖场补助投资平均为60万元/户。年出栏量3 000头以上的养殖场补助投资平均为80万元/户。④年出栏鸡雏大于1 000万羽且未发生过高致病性禽流感等疫情的种鸡养殖场补助投资为100万元/户。⑤中央农村环境综合整治专项资金项目。该资金项目支持涵盖内容包括：①农村饮用水水源地保护；②生活污水及垃圾处理；③畜禽养殖污染防治；④农村历史遗留工矿污染整治。该专项资金项目中规定：资金在用于农村散养户时，主要为环保基础设施建设使用，这些设施可以保障养殖小区粪污等废弃物可被综合利用、排出的废水可达限定标准。该专项资金同时补贴小型环境综合整治项目（以村为单位），单独村镇申请专项资金原则上限额为100万元。小型环境综合整治项目，其资金组成方式为中央财政拨款、地方配套资金与自筹资金三者，这三方投入比应依照申请当地经济水平与财政能力确定。此外，项目要求经过整治后的畜禽粪污有效处理/综合利用率应大于70%。

6 小结

发达国家相关经验显示，我国的畜禽养殖业起步晚、起点低，养殖户环保意识薄弱、环保基础较差，我国与发达国家相比在治理水平与治理技术上差距较大。因此，我国可以从发达国家的经验中得出一些环保治理的有益启示。目前世界各国均十分重视畜禽养殖业污染问题，并已分别使用各类手段防控。但如今多数国家现行方法均从技术角度防控，且大多使用法律手段约束，很少有研究对畜禽粪污处理进行经济预测和分析，因此，该领域研究空间极其广阔。

从国外经验看，中国的畜禽饲养业发展较晚，其环境保护工作基础相当薄弱，同发达国家的管理水平具有较大的差距。在发达国家防治养殖业污染的经验中，可以得出一些有益的启示。目前，畜禽养殖业污染问题已经得到全世界各个国家和地区人民的重视，并且已经采取了一些相应的措施，在加强畜禽粪污治理和控制上起到一定作用。但是，大多数国家主要还是依靠一些法律法规对畜禽场进行约束，同时从技术角度进行控制和治理，但是很少有对畜禽粪污处理进行预测与经济分析方面的研究，因此，在经济领域的研究发展空间广阔。

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