农业污染源普查口径差异与结果对比
2020-12-23刘晨峰汪志峰周潇云
刘晨峰 汪志峰 沈 忱 周潇云 李 松#
(1.生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心,北京 100012;2.生态环境部环境规划院,北京 100012;3.中国环境科学研究院,北京 100012)
第二次全国污染源普查(以下简称二污普)的标准时点是2017年12月31日[1],距第一次全国污染源普查[2](以下简称一污普)的标准时点整10年。10年中,我国农业污染源数量与污染物排放量都有显著变化,这一方面与两次普查口径和范围的差异有关[3-6],另一方面与近10年农业产业规模结构变化、生产方式转变以及污染治理水平的提升有密切关联。此研究分析了两次农业污染源普查口径和范围的差异,简要比对了两次普查农业污染源相关指标和结果的变化,以期对社会各界准确应用农业污染源普查数据提供帮助。
1 普查口径对比
1.1 普查数量差异
二污普的农业污染源调查对象数量与一污普有较大差异。一污普的农业污染源普查对象共计289.96万个,包括种植业、畜禽养殖业、水产养殖业和农村生活源[7]。其中,畜禽养殖业普查数量为196.36万个,包含畜禽规模养殖场8.17万家。根据《第二次全国污染源普查公报》,农村生活源属于生活源调查范围,农业污染源包括种植业、畜禽养殖业和水产养殖业。种植业和水产养殖业均以区县为调查单位,分别调查区县3 061、2 843个;规模以下养殖户以区县为调查单位,共调查区县2 981个;畜禽规模养殖场采用入户调查方式,共调查37.88万家,与一污普畜禽规模养殖场数量相比增加了364%。
畜禽养殖业两次普查范围,均为符合生猪≥50头、奶牛≥5头、肉牛≥10头、蛋鸡≥500羽、肉鸡≥2 000羽养殖规模的养殖场户。但二污普对畜禽规模养殖场的划定标准与一污普有所不同,二污普将500头生猪、100头奶牛、50头肉牛、2 000羽蛋鸡、10 000羽肉鸡及以上养殖规模的养殖场定义为畜禽规模养殖场;而一污普将500头生猪、100头奶牛、200头肉牛、20 000羽蛋鸡、50 000羽肉鸡及以上养殖规模的养殖场定义为畜禽规模养殖场。二污普符合一污普界定标准的畜禽规模养殖场共计19.76万家,比一污普增加了142%。
1.2 种植业普查范围差异
二污普种植业流失量仅包括地表径流途径下污染物流失量,未包括地下淋溶途径的污染物流失量[8],通过地下淋溶方式流失的氮素(一污普为21.0万t)未能统计在内,这是种植业总氮、氨氮流失量有所下降的一个口径因素。
1.3 污染物指标差异
(1) 氨氮指标:一污普未纳入此项指标;二污普种植业、畜禽养殖业和水产养殖业水污染物指标均增加了氨氮,并进行了排放量核算。
(2) 秸秆相关指标:二污普新增了种植业秸秆产生量、秸秆可收集资源量和秸秆利用量3项指标,对我国秸秆产生利用情况做了系统调查。
2 普查结果分析
2.1 污染物排放结构与分布
根据《第二次全国污染源普查公报》,农业源化学需氧量排放量为1 067.13万t(占全国排放总量的49.8%)。其中,畜禽养殖业排放量为1 000.53万t,占93.8%;水产养殖业排放量为66.60万t,占6.2%。农业源氨氮排放量为21.62万t(占全国排放总量的22.4%)。其中,畜禽养殖业排放量为11.09万t,占51.3%;种植业流失量8.30万t,占38.4%;水产养殖业排放量2.23万t,占10.3%。总氮排放量为141.49万t(占全国排放总量的46.5%)。其中,畜禽养殖业排放量为59.63万t,占42.1%;种植业流失量为71.95万t,占50.9%;水产养殖业排放量为9.91万t,占7.0%。总磷排放量为21.20万t(占全国排放总量的67.2%)。其中,畜禽养殖业排放量11.97万t,占56.5%;种植业流失量7.62万t,占35.9%;水产养殖业排放量为1.61万t,占7.6%。可知,畜禽养殖业是农业源各项污染物的主要排放源。畜禽规模养殖场化学需氧量、氨氮、总氮、总磷排放量分别为604.80万、7.50万、37.00万、8.04万t,占畜禽养殖业各项污染物排放量比例分别为60%、68%、62%和67%,畜禽规模养殖场是畜禽养殖业污染物排放量的主要来源。
从二污普农业源污染物排放量分布看,排放量靠前的主要是广东、广西、湖北、湖南、江苏、山东等省份。化学需氧量排放量居前5位的地区是河南、湖北、山东、辽宁和广东,上述5个地区化学需氧量排放量占全国农业源化学需氧量排放总量的34%。氨氮排放量居前5位的地区是湖南、江苏、广东、湖北和广西,上述5个地区氨氮排放量占全国农业源氨氮排放总量的39%。总氮排放量居前5位的地区是广东、广西、湖南、湖北和河南,上述5个地区总氮排放量占全国农业源总氮排放总量的37%。总磷排放量居前5位的地区是广东、广西、湖北、湖南和江苏,上述5个地区总磷排放量占全国农业源总磷排放总量的37%。
10年间,受农业产业结构优化、生产方式转变以及污染治理水平的提升等因素影响,单位产值污染物排放量明显下降[9]。以养殖业(包括畜禽养殖业和水产养殖业)单位产值化学需氧量排放量来看,2007年,全国养殖业化学需氧量排放强度为733 t/亿元,2017年则降为252 t/亿元,降幅达66%。从不同地区之间差异看(见图1),华东地区排放强度降幅最大,为72%,华东各省份平均排放强度从781 t/亿元降为170 t/亿元;华南和东北地区排放强度降幅分别为59%和50%;西北和西南地区排放强度降幅最低,分别为14%和24%。2007年,排放强度超过800 t/亿元的省份有6个,分别为山西、黑龙江、山东、河南、广东、宁夏;2017年,排放强度超过800 t/亿元的省份只有山西和甘肃。排放强度降幅最大的8个省份分别为山东、福建、浙江、黑龙江、上海、广东、陕西、江苏。
图1 2007年与2017年养殖业化学需氧量排放强度对比Fig.1 Comparison of COD emission intensity of breeding industry in 2007 and 2017
2.2 畜禽规模养殖场数量与分布
二污普显示,畜禽规模养殖场(在运行)共计37.23万家。其中,生猪规模养殖场14.66万家,占比为39%;奶牛规模养殖场5 726家,占比2%;肉牛规模养殖场2.66万家,占比为7%;蛋鸡规模养殖场有10.53万家,肉鸡规模养殖场有8.81万家,蛋鸡与肉鸡规模养殖场合计占比52%,见图2。
图2 各种类畜禽规模养殖场数量占比Fig.2 Proportion of different kinds of intensive livestock and poultry farms
从畜禽规模养殖场区域分布来看(见图3),华东、华南、华北地区合计占比73%,东北、西南、西北地区占比分别为13%、9%和5%。生猪规模养殖场主要分布在华东和华南地区,合计占全国生猪规模养殖场总数的58%;华北地区占比为21%;东北和西北地区分布较少,合计占比为11%。奶牛规模养殖场主要分布在华北地区,占全国奶牛规模养殖场总数的42%;其次为华东和西北地区,占比分别为20%和18%。肉牛规模养殖场主要分布在华北和东北地区,合计占全国肉牛规模养殖场总数的47%,西南和西北地区各占15%。蛋鸡规模养殖场主要分布在华北和华东地区,合计占全国蛋鸡规模养殖场总数的60%;西南和西北地区分布较少,合计占比为14%。肉鸡规模养殖场主要分布在华东和华南地区,占全国肉鸡规模养殖场总数的56%;东北地区占比为20%;西南和西北地区分布较少,合计占比为10%。
图3 各地区各种类畜禽规模养殖场数量Fig.3 Quantity of different kinds of intensive livestock and poultry farms in different districts
从各省份看,畜禽规模养殖场数量最多的是河南,为4.22万家,其次是山东3.87万家,辽宁3.27万家,广东2.67万家,河北2.64万家,上述5个地区累计占本次普查全国规模养殖场数量的44%。北京、上海、青海、西藏规模养殖场最少,合计仅有1 570家。
2.3 养殖量与养殖结构
由表1可见,二污普畜禽养殖量共计8.14亿头,比一污普的4.41亿头增加了84%。除北京、浙江和上海3个地区的总养殖量较一污普减少外,其余地区养殖量均有增加。养殖量排前5位的地区依次为山东、河南、河北、湖南和广东,上述5个地区畜禽养殖量合计为30 426.86万头,占总养殖量的37%。
表1 二污普与一污普畜禽养殖量对比1)
二污普生猪出栏量由一污普的2.56亿头增加到4.88亿头,增幅达91%,除北京、福建、浙江和上海4个地区生猪出栏量较一污普减少外,其他地区生猪出栏量均有增加。生猪出栏量排前5位的地区依次是河南、湖南、广东、山东和四川,上述5个地区生猪出栏量合计为19 612.88万头,占生猪总出栏量的40%。
10年来,养殖结构发生了显著优化,生猪规模化率从一污普的22%提高到二污普的41%;奶牛规模化率达到52%;蛋鸡和肉鸡规模化率分别达到63%和69%;肉牛规模化率最低,仅为13%(见图4)。华东地区规模化程度最高,规模化率达到62%;华北地区为50%;东北和华南地区分别为42%和41%;西南和西北地区规模化程度最低,规模化率分别为16%和29%。
图4 全国各畜禽种类养殖结构Fig.4 Structure of livestock and poultry quantity in China
2.4 畜禽养殖业污染物排放量对比
与一污普相比,二污普在畜禽养殖量增加84%的情况下,畜禽养殖污染物排放总量均有所下降(见表2)。二污普畜禽养殖业化学需氧量排放量降幅为21%,排污强度比一污普降低了57%。总氮排放量降幅为42%,排污强度比一污普降低了68%。总磷排放量降幅为26%,排污强度比一污普降低了60%。
表2 二污普与一污普畜禽养殖排放情况对比
近10年来,畜禽养殖业排污强度显著降低,排放量有所下降,主要有以下几个方面的原因:
一是养殖结构发生了显著优化。在国家农业政策的引导下[10-11],畜禽养殖业由中小规模散养户转移到治污设施相对规范、环境监管相对严格的规模养殖场,带来排污强度的下降和排放量的降低,行业环境治理水平的整体提升。
二是清粪方式得到明显改善。由于这些年农业部门大力推进规模养殖场标准化建设,实施“三改两分再利用工艺”[12],即“改水冲清粪为干清粪,改无限用水为控制用水,改明沟排污为暗管排污,进行雨污分离,干湿分离,粪污进行堆肥和沼气处理后资源化利用”,生猪规模养殖场采用干清粪工艺的比例从一污普的55%升高至87%,这些措施极大地降低了畜禽养殖场的污水产生量。
三是畜禽规模养殖场环保意识逐渐提高,养殖场配套建设粪污处理利用设施的情况显著改善。二污普畜禽规模养殖场基本上配套了粪污处理和资源
化利用的设施设备,畜禽规模养殖场污水进行资源化利用和处理达标排放的比例超过90%,污水直接排放的比例仅为10%,而一污普时生猪和奶牛养殖场污水未处理直接排放的比例超过50%。
养殖结构的优化、清粪方式的改变和资源化利用水平的提升有效降低了畜禽养殖业污染物排放量和排放强度。但总体来看,我国畜禽养殖业污染防治工作起步晚,规模养殖场特别是中小规模养殖场粪污处理设施简单、还田利用不规范等问题依然存在,规模以下养殖场污染治理能力普遍偏差、监管薄弱的现状没有得到有效改善,畜禽粪污安全高效利用依然任重道远。
2.5 种植业污染物排放量差异
全国种植业总氮流失量71.95万t,占农业源总氮排放量的50.9%;种植业总磷流失量7.62万t,占农业源总磷排放的35.9%。由于二污普种植业流失量仅包括地表径流流失量,未包括地下淋溶流失量,所以通过地下淋溶方式流失的氮素(一污普为21.0万t)未能统计在内,使种植业总氮流失量占比有所下降。从各省份种植业总氮流失量看(见图5),广西、广东、湖北、湖南、云南、江苏、安徽、河南、江西、四川等省份流失量大,总氮流失量合计占比为75%。华北、西北地区流失量占比低。园地总氮、总磷流失量约占种植业总流失量的14%和9%,其中全国园地氮磷流失量的50%来自广东、广西、海南和云南。
3 建 议
3.1 坚定不移推进粪污资源化利用,加强全过程监测
畜禽粪污资源化利用不足与化肥过量施用是我国农业面源污染的主要原因。畜禽粪污无害化处理和资源化利用是目前迫切需要解决的问题。一是加强养殖业源头抗生素、重金属等投入品控制。目前尚缺乏经济可行的粪污还田利用无害化处理措施,我国已发布肥料抗生素残留检测国家标准和有机肥料重金属限值标准,为避免引起农用地二次污染,必须严格做好投入品源头管控,降低有机肥料替代化肥可能存在的环境污染风险。二是构建“收运还田”体系[13],形成依靠市场的粪污还田长效机制。推动各地搭建粪污供需信息平台和第三方粪污供需服务站。在“收运还田”全过程中开展规模养殖场粪污资源化利用全链条监测,实施粪污运输设备轨迹定位监测。
图5 各省份耕地和园地总氮流失量Fig.5 Total nitrogen loss of cultivated land and garden land in all provinces
3.2 加强科学还田技术指导
监督检查的同时强化指导帮扶,通过测算本区域内养殖规模、粪污营养素产生量与适宜施肥区域土地粪污承载容量,以营养素供需平衡[14-15]为核心,评估区域种养平衡现状。由农业农村部门组织专家对种植户进行粪肥施用技术指导,针对不同土壤环境、不同作物品种提出相应的施肥方案,优化施肥效果。加强废弃物处理利用设备研发和推广,进一步提升规模养殖场的粪污设施装备水平,为畜禽粪污综合利用提供技术保障。
3.3 加强农业源统筹监管与考核
在推进落实《农业农村污染治理攻坚战行动计划》等国家重大决策任务时,生态环境部门与农业农村部门的合作显著增强,这对推动农业污染源污染防治工作起到了积极作用,两系统的合力效应正逐渐显现。随着工作广度和深度的逐渐增加,更需两系统密切合作,联合做好各类农业污染源的监管与考核工作。对于考核指标的制定,建议“十四五”时期,由化肥减施率等过程指标向环境质量指标等结果指标转变,以环境受体质量改善为根本目标,将反映种植、养殖协同治理工作成效的关键指标和目标纳入“十四五”相关规划,构建各类环境受体环境质量监测网络,有效考核地方政府目标完成情况。