7.1.2 我国畜禽养殖环境污染现状
当前我国畜牧业处于由传统散养模式向规模化、集约化饲养模式转变的阶段,畜牧业总产值逐年增加,2015年我国畜牧业总产值达到29 780.4亿元,较2011年增长了15.56%。同时规模化养殖比例不断扩大,2015年我国生猪年出栏500头以上、肉牛年出栏50头以上、肉羊年出栏100只以上、肉鸡年出栏10 000只以上、蛋鸡年存栏2 000只以上的规模养殖比例分别为44.0%、28.6%、34.3%、68.8%、73.3%。
规模化养殖的快速发展造成畜禽养殖废弃物产生量突增。2015年我国畜禽粪便产生量已达到60亿t。近几年,虽然我国农业污染排放总量逐年递减,但畜禽养殖污染排放量占农业污染排放总量的比例却居高不下。2011—2015年,我国畜禽养殖化学需氧量(COD)、氨氮、总氮、总磷排放量占其各自农业污染排放总量的比例分别稳定在95%、75%、60%、75%以上。
1)畜禽场环境污染途径与危害
(1)对水源环境的污染
畜禽养殖对水源的污染主要来自畜禽粪便和养殖场污水。目前,我国大多数养殖场的畜禽粪便处理能力不足,60%以上的粪便得不到科学处理而被直接排放,这些未经处理排放的粪便、污水中含有大量污染物,其中化学耗氧量高达3万~8万mg/L,成为高浓度的有机污染源,它们进入水体的COD量已超过生活和工业污水COD排放量的总和。这些污染物中含有大量的包括病原微生物、有机质、氮、磷、钾、硫元素等物质,排入自然环境和江河湖泊后,将造成水体富营养化,使水质恶化,导致水生物死亡。其有毒、有害成分渗入地下还可造成地下水中的硝酸盐含量过高,溶解氧减少,使水体发黑、发臭,丧失使用功能。部分自然水体的水质在短短数年内迅速恶化,严重威胁人类健康。另据环保部门统计,高浓度养殖污水被直接排放到河流、湖泊中的比例高达50%,极易造成水源生态系统污染恶化,是除工业污染外的一个主要因素。
(2)对大气环境的污染
畜禽养殖对大气环境的污染主要表现在两个方面:一是畜禽粪便在厌氧的环境条件下,可分解释放出氨气、硫化氢、甲烷等带有酸味、臭蛋味、鱼腥味的刺激性气体,为动物疫病的传播提供了有利条件,并且对养殖场周边的大气环境造成严重污染。挥发到大气中的氨气还可引起酸雨,影响农作物的生长。粪便的恶臭除直接或间接危害人畜健康外,还会引起畜禽生产力降低,使养殖场周围生态环境恶化。日本的《恶臭法》已确定的8种恶臭物质中,就有6种与畜牧业密切相关。二是畜禽饲养造成的温室效应。目前畜牧业是我国农业领域第一大甲烷排放源,也是全球排名第二的温室气体来源,人类活动产生的温室气体中,有15%左右来自畜牧业。经联合国粮农组织测算,全球每年由畜禽养殖产生的温室气体所引发的升温效应相当于71亿t二氧化碳当量。在畜禽动物中,牛是最大的温室气体制造者,每年畜牧业甲烷排放总量中,有70%以上来自牛。
(3)对土壤环境的污染
进入土壤的粪便及其分解产物或携带的污染物质,超过土壤本身的自净能力时,便会引起土壤的组分和性状发生改变,并破坏原有的功能,造成对土壤的污染。土壤污染主要通过土壤—食物和土壤—水两个根本的途径对人或动物产生危害,空气和水中的污染物,最后都将经过自然界和物质循环进入土壤。某些传染病原经常污染土壤,以土壤传播为主的传染病的病原体可以在土壤中寄生多年,经土壤或土壤中生活的动物(蚯蚓、甲虫等)可以传播寄生虫。土壤性寄生虫,如蛔虫病等,都可在一定时期内对人畜造成危害。
目前,养殖场对饲料添加剂、抗生素的大量使用,使得畜禽粪便中重金属、药物、有害菌等物质残留,施用到农田土壤中会造成重金属和抗生素复合感染,严重威胁食品安全。研究表明,相比羊粪和鸡粪,猪粪中的铜、锌、镉含量较高,分别为197 mg/kg、947 mg/kg、1.35 mg/kg,更易造成土壤污染。
2)畜禽养殖业污染特点
(1)以面源为主
畜禽养殖业对环境的污染是面源污染的主要因素之一,已经成为发达国家和发展中国家共同关心的问题。Mallin等通过对美国北卡罗来纳州集约化畜禽养殖场的研究,认为畜禽粪便是水生生态系统中氮和病原微生物污染的主要来源。
我国于20世纪80年代后期开始关注畜禽养殖业污染问题。90年代初,杭州湾的污染问题引起各级政府的高度重视,化肥施用及畜禽粪便为杭州湾污染的主要来源,这一结论首次敲响了我国畜禽粪便污染的警钟。
1992年上海市环境保护局开展“黄浦江水环境综合整治研究”重大课题,对黄浦江上游的面源污染进行调查。结果表明,黄浦江流域畜禽粪便的COD、生化需氧量(BOD)、总氮(TN)和总磷(TP)的污染年负荷量分别为68 555 t、22 152 t、34 115 t和3 132 t,畜禽粪便造成的环境污染占黄浦江上游污染总负荷的36%。
(2)污染物产生量大
根据国家统计数据,1999年全国畜禽粪便产生量约为19亿t,是工业固体废弃物的2.4倍,粪便所含污染物的COD达7 118万t,远远超过工业与生活废水COD之和。据经验数据,一个饲养10万只鸡的工厂化养鸡场,年产鸡粪达3 600 t以上。
一个千头奶牛场可日产粪尿50 t;一个千头肉牛场日产粪尿20 t;一个万头猪场每年大约排出粪尿3万t,全年可向周围排放100~161 t氮和20~33 t磷。
(3)污染物的浓度高
养殖场目前排出的粪便及污水污染浓度高,从而进一步增大其养殖场粪尿及污水的处理难度和处理成本。国家环境保护总局2002年对全国23个省(自治区、直辖市)规模化畜禽养殖业污染状况的调查,粪便中污染物平均值见表7.1。
表7.1 我国畜禽养殖污染排放情况
据北京市环境保护局等部门对集约化畜禽养殖场排放的粪污进行监测的结果,COD平均超标53倍,氨氮、TP等指标超标20倍以上,BOD超标76倍,悬浮物(SS)超标4倍以上。高浓度畜禽养殖业污水中的COD、BOD含量超过《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596—2001)规定标准值30~40倍,悬浮物、NH3-N超过其标准值的10~15倍。据化验分析,畜禽场排放的1 mL污水中含有33万个大肠杆菌和66万个肠球菌,1 L污水中蛔虫卵和毛线虫卵分别高达200个和100个。
(4)治理率低、处理难度大
集约化畜禽养殖场污染问题尚未引起足够的重视,污染物排放在相当程度上处于放任自“流”状态。据不完全统计,全国经过环境影响评价的规模化养殖场不到总数的10%,60%的养殖场缺少干湿分离这一最为必要的环境管理措施,对于环境治理的投资力度明显不足,80%左右的规模化养殖场缺少必要的污染治理资金。
另外,绝大多数养殖场的污染治理设施属不可能处理达标的简易设施,致使大量畜禽粪尿及冲洗混合污水直接排入自然环境,甚至经过渗透而污染地下水。有80%以上的集约化畜禽养殖场没有足够数量的配套耕地以消纳所产生的畜禽粪尿,原本可用作肥料的畜禽粪尿反而成为污染物,加之粪便含水量大且恶臭,处理、运输及施用既不方便也不安全、卫生,集中处理难以实现。
3)畜禽养殖业污染原因
(1)选址及布局不合理
目前,各地的养殖场分布比较分散,多数建立在城郊、村旁以及河流附近。未考虑对周围环境以及生活区的影响,选址未经过科学规划。栏舍建造较为随意。缺乏科学的规划,通常表现为边发展边建设,布局凌乱,不方便进行管理。同时,多数养殖场在建厂时易忽略设计配套的粪便污水等处理设施。
(2)养殖技术及基础设施落后
多数养殖场没有聘用专业的饲养员,主要采用家庭式喂养,为了预防动物疾病以及提供动物的生长性能,畜禽通常被不科学地饲喂各种药物和添加剂。这种不合理的饲喂方法,往往会导致药物残留,随粪便排泄污染土壤和水体,人类通过摄食而不断地积累在体内,最终影响人类健康。同时,多数养殖场的基础设施相对落后,没有现代化、自动化的设施,多为人工清理粪便等污染物。人们为了方便会随便把污水排放至河流中,造成污染。
(3)环保意识不强
多数养殖场只重视增效,而不注重环保。随意排放粪便污水,只想靠政府而不愿自掏腰包建设污水处理设施,导致臭气熏天,污染周围环境。
(4)环境监管不力
养殖业能够带来巨大的经济效益,导致执法部门重视发展养殖业而忽略对养殖场的监管。监管力度不够,导致有些地方的养殖场越发展,周围环境越恶劣,形成一种恶性循环。
4)畜禽养殖环境污染防治对策
(1)健全经济激励机制,提升废弃物处理技术
在现行经济激励政策基础上,加大污染防治扶持力度及补贴比例,督促环保设施建设不齐全的大规模养殖场尽快完善废弃物处理设施的同时,将补贴比例适当向中小规模养殖场倾斜,可以对主动治理污染的养殖户给予一定政策性补贴或资金奖励。另外,可借鉴日本等发达国家的经验,大力发展公共畜产环境改善事业,利用减免税收、免息贷款等优惠政策,建立良好的环保设施建设融资机制。同时,增加废弃物处理技术研发资金投入,重视科研成果转化,构建无害化处理循环体系,倡导养殖场对畜禽粪尿日产日清,并采取干湿分离处置办法,引进废水净化技术,对养殖场污水进行生态化处理。
(2)优化畜牧产业布局,合理利用废弃物资源
在畜牧业发展规划的指导下,综合考虑地区环境承载量,以农牧结合为原则,合理划分适养、限养、禁养区域,严格控制畜禽饲养密度,确保载畜量与废弃物处理能力相匹配,对不符合要求的养殖场进行全面整改,引导规模化养殖由密集区向疏散区转移,促进各地区畜牧业平衡发展。此外,积极寻求废弃物资源化利用途径,一是将畜禽废弃物处理工艺与饲料制作技术相结合,提取粪便中的蛋白质、矿物质、脂肪等物质制作优质饲料;二是大力推进沼气工程建设,为畜禽粪便经自然分解和厌氧发酵转化为天然有机肥料提供条件,同时对沼气池的管理和使用及时跟进,避免沼气工程建而不用。
(3)进一步完善畜禽养殖污染治理政策体系
在现有立法框架基础上,进一步完善畜牧业环境污染防治技术标准和规范。首先,从立法层面建立严格的畜牧养殖环境准入机制,规定建设超过一定规模的养殖场必须经过环保部门综合评估并取得畜牧经营许可和环境承载许可的证明。其次,根据我国畜牧业发展特点和环境容量,对现行技术标准进行相应调整,并对畜禽粪便储存与利用的环境承载标准给予明确、具体的规定。可借鉴欧盟一些国家的经验,根据地形、土壤、气候特点计算出施肥量,同时对粪便施用时间、数量、方法等给出具体量化标准。最后,将温室气体减排政策纳入畜禽养殖环境污染治理领域,积极推动畜禽养殖温室气体减排工作。
(4)加强监管力度,建立完善的约束机制
政府应加强执法力度,多渠道提高畜禽养殖监管能力,完善对养殖户的约束机制。首先,增加乡镇地区的环保机构设置,明确各级环保部门、政府部门的监管责任,对畜禽养殖从地区规划、养殖规模、饲料使用、废弃物处理和利用各方面进行全面监管;其次,对大规模养殖场严格按照规定征收排污费,同时对环保补贴资金的使用加强监管,确保补贴资金合理使用;最后,强化公众监督机制,加大查处力度,对养殖户随意排放污染物的行为进行约束,从公众监督层面促进环保养殖。