"十二五"畜禽养殖污染减排问题及防治对策

2016-10-11 刘晨峰等 农业环境科学

导读

“十二五”水污染物首次把农业源纳入总量控制范围，畜禽养殖污染已经成为农业源污染的主要来源。而规模化畜禽养殖场和养殖小区将是农业源污染减排的主要切入点。文章选自《环境污染与防治》2015年第3期，分析和梳理畜禽养殖业污染减排中存在的问题,核算了各区域耕地粪污承载负荷，并据此提出粪污治理思路及建议。文章从以下几方面阐述：

👉"十二五"畜禽废弃物治污减排实践中的问题

👉 耕地粪污负荷与适宜处理模式分析

👉推进种养结合建议及对策

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作者 / 单位

刘晨峰¹　郭黎卿¹　文宇立¹　

赵兴征²　吴悦颖¹　张文静¹

1.环境保护部环境规划院,

北京 100012

2.中国科学院生态环境研究中心,

北京 100085

TUE~xuan~摘要 · 关键词

摘要：对中国"十二五"前3年畜禽养殖业污染减排实践中存在的问题和面临的困境进行了分析和梳理,针对问题依据各地养殖现状核算了各区域耕地粪污承载负荷。据此提出种养结合是区域适宜的粪污治理思路,为地方政府与环境主管部门推进畜禽养殖污染防治和粪污资源化利用提出了建议。
关键词：畜禽养殖　污染控制　资源化利用

随着肉蛋奶产品需求量的不断提高,我国规模化畜禽养殖总量大幅增加,粪肥产生量巨大。据估算,每年畜禽养殖粪污可提供养分约3 463.2万t,约占全国氮、磷、钾化肥使用总量的63%。此外,我国对化学肥料的施用尚无相关法律限制,在国家化肥产业发展政策扶持下,种植业化学肥料施用总量逐年增加,大幅挤占压缩有机肥市场。加之农业经营方式粗放,造成各地耕地用肥结构单一、土壤出现普遍性板结和酸化,进而使得肥料吸收利用效率低,粮食产量无法通过化肥的不断投入而持续提高。高投入低吸收的化肥养分流失和高产生低需求的粪肥养分流失是我国面源污染的根本成因,成为水环境易污染、难治理的一类重要污染源。　　

在分析"十二五"畜禽养殖污染减排现存问题的基础上,依据各区域养殖现状和土壤环境容量,评估了全国耕地畜禽粪污承载负荷,提出与区域环境特征相适宜的治污减排思路,并结合各地治理经验和教训提出"推进种养结合、种养协同控制"的对策建议,为我国今后各地推进畜禽养殖业污染减排工作、促进粪污资源化利用提供借鉴。

1"十二五"畜禽废弃物治污减排实践中的问题

1 种养结合理念引导不足　
　"十二五"期间,以畜禽养殖污染防治为主的农业源总量减排纳入了全国主要污染物总量减排体系,是我国畜禽养殖业污染减排的起步和探索阶段。在前3年畜禽养殖业污染减排实践中,部分地区对本区域耕地粪污消纳容量未做充分论证,粪污资源属性考虑不足,畜禽粪污按照"工业化"治污思路采取了末端工程治理,即通过各类工程设施建设满足养殖废弃物的达标排放。为推进畜禽粪污资源化利用,通过种养结合协同控制面源污染。但推进循环农业、生态农业的发展理念及防治模式引导不足,导致部分地区将末端工程治理作为主要治污手段,造成"耗费能源处理资源"的尴尬局面,也使仍以中小规模养殖为主、行业风险大、经济能力薄弱的养殖户承担着高昂的设施运行费用,且由于缺乏设施运行及维护管理的专门技术人员,导致投资较大的工程设施运行效率不高、处理效果难保障。

2 化肥高强度施用压缩了畜禽粪肥空间
我国长期对化肥产业的各类扶持政策促使化肥施用总量逐年攀升。目前,我国化肥施用强度已达400kg/hm²以上,远高于国际公认的安全上限(225kg/hm²)。化肥垄断肥料市场的局面使畜禽粪肥施用空间被极大压缩,而我国对畜禽粪肥的使用、运输及销售环节缺乏有力的政策支持,有机农产品的认证体系尚不健全,未能有效拉动市场,有机肥与化肥相比无竞争优势。此外,土地租用形式、农村劳动力缺乏等因素也制约了畜禽粪肥还田,导致全国各地畜禽粪肥供多用少,资源化利用程度低。

3 种养布局缺乏规划使粪肥农用受阻　
从全国种养布局看,北方耕地资源丰富而养殖量少、南方耕地紧缺而养殖密集,总体布局不利于种养结合的宏观平衡。对具体区域而言,由于缺乏种植区和养殖布局的统筹规划,养殖场建设没有充分考虑周边农地的配置,源头布局未能实现种养结合。有机肥企业存在运输成本等问题,粪污无法就近消纳随意堆放,造成污染。而养殖场周边即使分布有足够的土地,由于养殖户并未承包使用,这些地块用肥意愿仍取决于种植户个人。

4 粪肥科学施用技术指导不足
一方面,我国长期以来种植户以产量为目标的用肥意识和耕作习惯难以改变,对畜禽粪肥的肥效及安全性等方面存有隐患;另一方面,我国对不同区域特征下各地规模化养殖场粪污科学还田、化肥减量、产量保障前提下粪肥与化肥施用比例等方面缺乏系统引导,对畜禽粪肥施用类型、施肥时间及数量等环节缺乏及时、有效的技术指导,未能满足各地科学推进种养结合的技术需求。

2耕地粪污负荷与适宜处理模式分析

1 畜禽粪污养分量估计
以2012年各省生猪、奶牛、肉牛、蛋鸡、肉鸡主要畜禽养殖量(为便于比较,将奶牛、肉牛、蛋鸡、肉鸡折算为等产污量的生猪)为依据,参考《第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册》,通过猪当量生长周期内的产污系数(总氮产生系数为4.72kg/头,总磷产生系数为0.67kg/头),估算粪污总氮、总磷产生量。粪便养分在处理、存储和施用过程中会有所损失,参考文献中总氮、总磷养分利用系数(氮取值为0.70,磷取值为0.97)。根据估算结果,全国粪污总氮、总磷产生量分别为841.45万、119.19万t,考虑运输、施用过程中的损失,总氮、总磷实际可利用的养分量分别为589.01万、115.61万t,分别占2012年全国氮肥和磷肥总施用量的25%和14%。山东、河南、河北、辽宁、黑龙江、四川、湖南等省为养殖大省,粪污总氮、总磷产生量约占全国总产生量的51%。

2 土地消纳容量估计
根据各省耕地面积,参考文献[16~17]对单位面积耕地有机肥施用数量的研究,一般作物类型耕地总氮、总磷养分需求量按照现有研究中的最低需求量考虑,分别定为175、40kg/hm²,估算各省耕地总氮、总磷养分需求总量。根据测算结果,全国各省耕地总氮、总磷养分需求总量为2 138.60万、488.82万t,分别占2012年全国氮肥和磷肥总施用量的89%和59%。从全国尺度上看,化肥施用总量高于耕地实际需求量,尤其是磷肥施用量远高于实际需求量;从省份层面看,氮肥、磷肥等化肥施用量均高于耕地营养需求量,已经占据了耕地营养容量的全部空间。本研究为了估算耕地消纳粪污的客观容量,暂不考虑化肥因素。由于氮比磷更容易损失,且作物对氮的需求大于对磷的需求,为避免磷在土壤中的累积,畜禽粪污还田时应以磷为基准计算耕地养分容量和粪污还田量,氮素不足的部分应补充额外的氮源以满足作物需求。

3 土地粪污承载现状评估
使用粪便养分可利用量与耕地养分容量之比(简称养分比例,RA)对各区域耕地承载畜禽粪污负荷进行评估,见式(1)。

RA=RMN×UE/NAC (1)

式中:RMN为畜禽粪污氮、磷产生量,万t;UE为养分利用系数;NAC为耕地养分消纳容量,万t。

2012年全国养殖量与耕地养分承载负荷见表1。全国粪便氮/耕地容量、粪便磷/耕地容量分别在0.08~0.62、0.07~0.53,各省粪便氮、磷可利用量均远小于耕地养分容量,对于北京这类耕地较为紧缺的区域而言,依然有足够的土地容量来消纳本区域的畜禽粪肥。全国平均而言,粪便可利用氮、磷数量分别占耕地总容量的28%和24%,说明无论从耕地总量或各省耕地数量而言,各区域的粪污养分均在耕地可消纳的范围内。

4 畜禽粪污适宜处理模式分析　　
根据全国耕地畜禽粪污承载负荷评估结果,各省均有足够的土地消纳本区域内的畜禽粪肥。各地畜禽养殖污染多由化肥施用过多占据耕地养分容量,主要是废弃物没能及时、有效还田造成的。所以"十三五"期间,考虑经济性和实用性,需将粪污资源化利用作为畜禽养殖污染防治的核心理念,推进种养结合,将畜禽粪便还田处理作为解决畜禽粪便污染问题的根本出路,避免出现"耗费能源处理资源"的工业化末端治理思路。对于各区域养殖场的污染防治,重点应围绕提高养殖场的清洁养殖水平和推进粪污还田两方面开展,包括实施干清粪,实现干湿源头分离、圈舍建设雨污分流设施;养殖场应建设防雨防渗的粪污存储设施及粪污还田运输设施。　　

粪污还田则可根据区域特点采取直接还田或生产有机肥等方式间接还田。若直接还田,可通过自然堆肥技术对粪便熟化处理以除臭、杀灭病原体。还田粪肥需满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)对固体废弃物的处理要求;尿液污水经沤肥熟化处理后用作液体肥料,浇灌农田。若间接还田,可将粪便存储后集中外送生产有机肥,实现粪肥资源化利用。

3推进种养结合建议及对策

1　强化畜禽粪污资源化利用理念
以我国《畜禽规模养殖污染防治条例》为引导,以农业源污染物总量控制为抓手,依托现行行业性法规和控制技术,推进种植与养殖粪污产用结合,将养殖废弃物的资源化利用作为畜禽养殖污染防治的指导思想和根本出路,促进畜禽规模化养殖场粪污资源化利用的产业化发展,加快生态农业发展进程。将"资源化利用原则、总量控制原则、治理成本低廉化原则、分类指导原则、产业化发展原则"作为畜禽养殖污染防治的基本原则。

2　促进肥料结构改变
目前,我国单位耕地面积化肥施用量最大的作物类型是蔬果花(蔬菜、水果、花卉),化肥施用强度是普通大田作物的数倍甚至数十倍,种植面积快速增加且多集中连片。在推进养殖粪污资源化利用进程中,考虑用肥的便捷性和经济性,可从蔬果花种植区等特定区域优先施用本地区的畜禽粪肥,养分不足部分以化肥补充,率先促进各地蔬果花种植区用肥结构的改变。

3　加强种养布局规划
优化养殖布局,促进种养统筹规划。合理配置畜禽养殖场的布局和养殖规模,划定禁养区、限养区、适养区,推动养殖布局由养殖密集分布区向环境承载力较大的区域调整转移。在适养区范围内进一步划定推荐养殖区(以蔬果花、药材、茶叶等种植基地近旁区域为主),依据种植区分布规划养殖布局,新建养殖场、禁养区和限养区内需外移搬迁的养殖场优先选择在推荐养殖区,最大程度减少种养结合过程中的养分损失、粪肥运输及劳动力成本。

4　加强科学还田技术指导
以作物营养平衡为核心,评估区域耕地氮、磷养分需求总量和粪肥养分可利用量,依托各区域现有生态养殖基地、生态种植园区,对各区域不同土壤类型、不同作物类型及不同种植方式下的施肥结构和技术参数进行分析整理,编制各地的《畜禽粪肥资源化利用技术指南》等技术文件,指导各地开展畜禽粪肥科学还田,并提出符合区域环境特征的养殖污染防治适宜技术。

5　出台种养结合的政策措施
各地需根据区域特点,出台实用、有效的畜禽污染治理和促进废弃物综合利用的政策措施和扶持办法。

(1)增加经济补贴,扶助养殖场建设粪污存储设施、雨污分流设施、污染治理设施和粪肥还田运输设施。

(2)引导扶持有机肥产业,在畜禽粪便生产有机肥等综合利用过程中制定生产补贴、运输补贴、购肥补贴及税收优惠政策,显著提高有机肥的价格竞争优势。

(3)适当减弱地方现有化肥补贴政策,可优先在蔬果花种植区出台化肥施用限量管理办法。

(4)建立粪肥供需信息发布平台和粪肥交易市场,通过发布养殖场分布及具体养殖信息、蔬果花种植基地肥料需求信息,在供肥方与需肥方之间搭建桥梁,用市场将畜禽养殖业与种植业结合起来,打通畜禽粪肥由粪源流向农田养分库的中间通道,以政策措施全力推进种养结合。

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【研究】畜禽养殖污染物处理存在的问题及建议

【观点】我国畜禽集约化养殖环境压力及国外环境治理的启示

从畜禽粪便产生量的变动特征---来看它的价值！

我国畜禽养殖污染防治现状及对策

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