保山市畜禽养殖污染负荷核算及污染风险评价

2023-11-13谢飞云南省保山市农业环境保护监测站

中国畜牧业 2023年19期

文│谢飞（云南省保山市农业环境保护监测站）

段迎玲（云南省保山市农业机械化技术推广站）

刘家宝（云南省保山市食品药品检验检测中心）

畜禽养殖污染是农业面源污染的主要来源，畜禽粪便如果处置不当，超出农田的消纳能力，在降雨径流的冲刷、淋溶作用下，畜禽养殖粪污产生的污染物可以进入到地表水和地下水，并在水体中大量富集从而导致水环境污染。近年来，随着国家对生态环境问题的重视，云南省保山市无论是在国家、省市开展的环保督察过程中，还是基层群众反映的突出生态问题中，畜禽养殖污染都是社会较为关切的农村环境保护问题。为了能有效开展畜禽养殖污染的治理，有必要对畜禽养殖污染的现状有所了解，从而采取相应措施实现畜禽养殖污染控制，对于保山市提升畜禽粪污资源化利用，治理畜禽养殖污染、改善生态环境都具有重要的理论和现实意义。

一、材料与方法

1.基础数据。畜禽养殖数据、耕地数据来源于《保山统计年鉴2022》公布的数据，数据截止时间是2021年年底。本研究根据不同畜禽种类的生长周期和出栏时间确定年度畜禽饲养量。猪、家禽一般饲养期小于一年，饲养量以当年出栏数计；牛、羊一般当年不出栏，年末存栏数可视为当年的饲养量。

2.产排污系数。在未考虑率饲养周期的前提下，采用以下计算方式计算污染负荷产生量：出/存栏量（头/只）×日产污系数（千克/头·天）×365（天）。其中，各畜禽日产污系数来源于全国污染普查资料和开展农业生产状况调查资料。见表1。

表1 各类畜禽粪便日产污系数

根据以上方法可以计算2021年保山市各个县（市、区）畜禽养殖粪便量（包括粪、尿），再根据各类畜禽养殖粪便的猪粪当量换算系数计算各类畜禽粪便量的猪粪当量，见表2。

表2 各类畜禽粪便含氮量及猪粪当量换算系数

二、结果与讨论

1.畜禽养殖污染负荷。结合统计资料和产污系数可以计算得出2021年保山市畜禽养殖污染负荷（见表3）。由表3可知，畜禽养殖粪便总量为7507079.79吨，尿液总量为7356017.12吨。其中，猪和牛是首要污染来源，粪尿产生量分别占51.53%、41.01%，虽然牛个体产污系数大，但是猪的养殖数量多，所以污染负荷总产生量大。产生量最小的是羊，占比为2.99%。从区域来看，隆阳区和昌宁县粪尿产生量最大，均超过全市平均产生量，合计贡献率为48.27%，龙陵县产生量最小占比为12.7%，这是因为龙陵县畜禽种类主要以饲养羊为主，粪尿产生量较大的猪饲养量在全市中数量最少。

2.畜禽粪便耕地负荷。畜禽粪便耕地负荷量指单位面积农田承载的畜禽粪污量，是间接衡量畜禽养殖业布局合理性和饲养密度的重要指标。目前，在农村畜禽养殖粪污主要用作有机肥施用于农田，而在国外发达国家也将畜禽粪便还田，把耕地作为畜禽粪便的消纳场所加以消化其中的养分。为了便于计算，将各类畜禽产生的粪便统一换算为猪粪当量，把保山市2021年的有效农田耕地面积作为实际的畜禽粪便负载面积来计算畜禽养粪便耕地负荷指标。其计算公式为：

式中，q为畜禽粪便以猪粪当量计算的负荷量（吨/公顷）；Q为各类畜禽粪便转换为的猪粪当量（吨）；S为耕地面积（公顷）；X为各类畜禽粪便量（吨）；T为各类畜禽粪便猪粪当量换算系数。

结合2021年保山市的畜禽养殖量和耕地面积，可计算出畜禽粪便耕地负荷，见表4。

表4 保山市畜禽粪便耕地负荷

由表4可知，2021年保山市猪粪当量为7064560.03吨，猪粪当量从多到少依次为隆阳区、昌宁县、腾冲市、施甸县、龙陵县。其中，龙陵县、施甸县、隆阳区的畜禽粪便耕地负荷均超过平均值21.36吨/公顷，龙陵县畜禽粪便耕地负荷为31.17吨/公顷，为各县区之首，是最低的昌宁县畜禽粪便耕地负荷的近2倍。畜禽粪便耕地负荷区域间差别较大，这与各地区畜禽养殖量和耕地资源量密切相关，昌宁县虽然猪粪当量排全市第二，但是耕地面积在全市中也排名第二，即畜禽粪便耕地承载能力强；龙陵县猪粪当量虽然最少，耕地面积在全市中也是最少，即畜禽粪便耕地承载能力弱。

3.畜禽粪便的污染风险评价。

由于各个地区所处的地理环境不同，主要农作物种植差别很大，因而农田对畜禽粪便的消纳量存在很大不同，即使畜禽粪便负荷量一样，但区域环境不同，环境容纳量和承载能力也会差异很大。因此，为了客观反映畜禽粪便是否过载，需要对畜禽粪便负荷量承受程度进行警报与分级。用畜禽粪便耕地负荷（q）与以猪粪当量计的有机肥最大适宜使用量（p）的比值(r)来作为污染风险评价指标。可将畜禽粪便耕地负荷警报值分为5级：r＜0.4为Ⅰ级，对环境不构成污染威胁；0.4＜r＜0.7为Ⅱ级，稍有污染；0.7＜r＜1.0为Ⅲ级，有污染；1＜r＜1.5为Ⅳ级，污染较严重；r＞1.5为Ⅴ级，污染较严重；污染严重。一般猪粪当量以15～30吨/公顷为宜，最大使用量以45吨/公顷为上限，从而计算得到各地区的畜禽粪便风险指数和警报级别，见表5。

表5 保山市畜禽粪便耕地负荷风险指数和警报级别

由表5可知，保山市整体风险指数为0.47，警报级别为Ⅱ级，对环境稍有污染。从局部地区来看，隆阳区、施甸县、龙陵县警报级别均为Ⅱ级，对环境稍有污染；腾冲市和昌宁县警报级别均为Ⅰ级，对环境不构成污染威胁。值得注意的是龙陵县风险指数为0.69，接近Ⅲ级的临界值，这是因为龙陵县耕地资源全市最少，所以畜禽粪便耕地负荷承载能力较弱，这仅是考虑畜禽粪便用作肥料还田的情况下，如果考虑到人粪便还田的情况下，风险指数可能还会上升，潜在污染风险进一步升高。对于腾冲市和昌宁县，虽然风险指数不高，警报级别均为Ⅰ级，但是在同一县区耕地资源分布、作物种植种类、养殖数量因自然条件的不同会呈现差异性分布，因此对于局部的畜禽粪便污染风险和畜禽污染问题还是应引起重视。