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改革开放以来,我国的农业产业结构不断地进行着调整,农村经济得到了迅速的发展。越来越多的农民走上禽畜养殖业道路,在获得了可观的经济效益的同时,养殖规模不断扩大,畜禽粪便及污水的排放量也越来越大,造成了严重的环境污染。有效地解决畜禽养殖业的污染问题,是畜禽养殖业能够继续健康发展的基本保障。
一我国畜禽养殖业对环境的污染危害
1.畜禽养殖业对水质的污染。污染禽畜的粪便及清洗圈舍的废水中含有很多的氨、磷和有机污染物,带有这些污染物的水直接或者间接的流入江、河、湖等就会造成严重的水质恶化,进而破坏水体的生态环境平衡。另外,这些污染物还可以通过土壤渗入到低下,对地下水造成污染,从而严重影响人们的饮用。
2.畜禽养殖业对空气的污染。畜禽粪便中没有被吸收的那些有机物质经过一定的发酵,就会产生很多氨氮、硫化氢、甲烷粪、粪臭素等等有害气体,这些气体一方面会对生态环境造成严重的破坏,另一方面也会严重影响人们的身体健康,大大降低人群和动物的免疫力,诱发呼吸道疾病。
3.畜禽养殖业对土壤的污染。禽畜的粪便对于农田来说可能是很好的肥料,可是一定要经过一定时间的腐熟处理,这样才能满足植物对土壤氨、磷、钾等营养的需求,否则粪便中过量的钠和钾不但不能提高土壤肥力,还会降低土壤的通透性,使土壤结构遭到严重的破坏,降低土壤质量。
二畜牧养殖业造成污染的原因
1.畜禽养殖业规模化发展飞速。随着我国对农村产业结构的不断调整,农业经济中心已不是种植业,而是转移到了畜牧业,畜禽的饲养方式及经营方式也发生了很大的转变,畜牧业的生产早已不同往日,已经成为一个独立的产业了。随着规模的不断加大,畜禽的粪便排泄物越来越多,但是各个养殖场处理污染物的方式方法比较落后,所以对环境造成了严重的污染。
2.不能合理的建造圈舍。那些早期建造的畜禽养殖场,很少经过科学的规划进行选址和建造,所以圈舍的位置和格局存在着很大的随意性。畜禽养殖场大多在城镇的近郊,村庄的边沿,河流溪边等部位。通常是一边发展一边建设,没有科学的规划,布局十分凌乱,建造的比较简陋,相应的设施也比较落后,所以很容易对环境造成污染。
3.环保意识差,污染物处理设施、技术落后。畜禽养殖业主一般都是普通的农民,他们的养殖规模也是从小到大,经济力量比较薄弱。通常情况下养殖业的利润都不会太高,但是很多污染物治理技术和设施都需要很高的运营成本,一些小的养殖户很难承担。所以很多畜禽养殖场都没有配备相应的粪污处理设施,进而大量的污染物未经处理就直接流入河流、小溪、田地当中,造成严重的环境污染。在技术方面,没有一些操作简单,投资不高的实用技术供养殖户选择。而且许多养殖户片面追求经济效益,对于环保还没有给以足够的认识。
4.粪污资源利用率低。在传统的农业中,种植业和养殖业的联系比较紧密,养殖业中所产生的粪便排泄物可以被种植业有效的利用。但是近年来,畜禽养殖业不断实现专业化、机械化、现代化,种植业为了更加高产、省力,更多的农民只是使用化学肥料,养殖业基本与种植业相脱离,所以大量的畜禽排泄物根本得不到利用,直接排入到了不该排放的地方,造成严重的环境污染。
三畜禽养殖业污染的防治技术
1.对畜禽养殖业进行科学合理的规划和布局,做到防治结合。为了保证畜禽养殖场的安全生产和污染控制,一定要对其进行合理的规划和科学的布局。在养殖场的选址和布局方面,既要满足畜禽养殖场相应的生产需求,也要符合相关的环保要求,同时还应该合理控制养殖规模,不断优化并整合分散的养殖场,建设成标准的畜禽养殖小区。在规划方面,必须严格遵照《畜禽养殖业污染防治技术规范》中的相应规定划出禁养区、限养区和准养区。对于在禁养区内的那些畜禽养殖场,相关的部门要通过关、停、转、迁等手段和措施,关闭区域内的畜禽养殖场;对于限养区内的畜禽养殖场,关停那些没有污染治理设施或者治理无望的畜禽养殖场,对于那些新建的和扩建的养殖场,管理部门一定要对其污染治理设施进行严格监管,禁止审批那些不符合规划的畜禽养殖场,而对那些污染防治设施不合格的养殖场,要提出相关的整改要求和意见,整改合格后要做好相关的登记,之后要对其进行定期和不定期的检查监督;在准养区内,建立相关的畜禽养殖档案和环境评价制度,对所有的养殖场提出环境污染的防治要求,促进养殖场对于污染物的处理实现资源化和无害化。
2.要求养殖户进行清洁生产,严格控制污染源头。相关的部门要将清洁生产和生态养殖的概念宣传到各个养殖场,有效的治理污染源头,才能做到“标本兼治”。在喂养畜禽的时候,科学配比饲料,综合运用生物活性物质和合成氨基酸,这样不仅能够提高畜禽产品的营养,还能有效降低畜禽粪便中的氨和磷的含量,对于环境保护具有积极的作用。另外,还要不断投资良种繁育体系,逐渐形成良种引进、繁育、推广、应用相配套的良好体系。
3.综合利用畜禽养殖场污染物。畜禽的排泄物中含有丰富的氮、磷、钾等营养成分,如果能够对其进行有效的处理,就能够变废为宝。(1)生产农业有机肥。在当今社会,人们追求健康和绿色的食品,所以农民要大力发展有机农业,一方面能够增加经济收入,另一方面也能促进有机肥的应用和发展,进而促进环境保护。有机农业的生产中要求不使用化学肥料,不使用农药,而是采用相应的农家肥和科学技术进行农业生产。将畜禽养殖场产生的动物粪便经过长时间的腐熟运送到田地里,可以有效满足植物生长所需要的各种营养,这样有利于种植业和养殖业达到双赢。(2)生产沼气和饲料。由于我国幅员辽阔,所以南北气候差异很大,这就要求我们要因地制宜的处理畜禽养殖业产生的污染物。在中南部气温比较高的地方,可以利用畜禽的粪便和养殖场的日常污水制造沼气,经过污染处理设施处理过的污水可以灌溉农田,这样就能够既节省污染处理成本,又获取一定的经济效益。另外,动物所食的饲料一般没有经过充分的吸收就排除体外了,所以排泄物中含有很多营养物质,可以通过一定的科技手段提取这些营养物质,制作饲料,这样就会大大降低生产成本。
四结论
我国的畜禽养殖业规模正在日益扩大,在满足了人们对于肉、蛋、奶等物质的需求的同时,也对水质、空气、土壤造成了严重的污染,也威胁到了人们的身体健康。所以我们必须采取相应的措施进行有效的防治,例如对养殖场进行科学合理的规划、大力发展有机农业进而发展有机肥,利用废物制造沼气和饲料等等。只有这样,才能保证畜禽养殖业的持续健康发展。
随着社会经济的发展,人们的饮食结构发生了很大变化,对肉蛋奶的需求量逐渐增大。因此,畜禽业开始迅猛发展。畜禽养殖业也越来越向规模化、集约化方向发展。规模化养殖业蓬勃发展,由此产生的环境污染越来越严重,使人们的生活环境日趋恶化。畜禽养殖造成的污染已成为我国农村水源污染的主要原因。据统计,全国猪粪、牛粪、羊粪和禽粪的产生量分别为12.9亿吨、11.4亿吨、2.0亿吨、1.2亿吨[1](P155-157)。粪便的随意排放对我国农村生态环境造成了巨大的压力,对此必须引起我们的高度重视。保护生态环境,实现畜牧业持续稳定发展已成为现阶段农村环境保护工作迫在眉睫的任务。
一海南省畜禽养殖基本情况及布局
自1988年海南建省以来,畜禽养殖业发展迅速,肉类产量平均以每年11%的速度递增,禽类产量平均以17%的速度递增[2](P156-232)。畜禽养殖业目前已经成为农村经济的重要组成部分。如表1,2006年海南全省牛的存栏数为149万头,猪334万头,羊94万头,禽类3370万只。海南省北部和西部猪、牛、羊的存栏量比其他三个地区多,两地区之和超过全省总量的50%以上;东部鸡的存栏量远远超过其他四个地区,占全省总量的52%(表1)[3](P92)。根据国家环保总局统计的全国畜禽养殖排污指数[4](P55,77,78)和海南省畜禽养殖量估算,2006年海南省畜禽粪便产生量约为1400万吨,是工业固体废弃物产生总量(1.14万吨)的1228倍。畜禽养殖COD产生总量为50万吨,远超过工业废水与生活废水COD排放量(9.9万吨)[5](P5-7)。
二畜禽养殖业对环境污染的类别
(一)大气污染
畜禽排泄物发酵后会产生具有挥发性的恶臭气体,对环境和大气产生严重污染,长期生活在这种环境下,会使人心情浮躁,食欲不振,精神不振,恶心呕吐,甚至形成疾病,严重影响养殖场周围居民的身体健康。
(二)水体污染
畜禽的排泄物经废水、雨水冲刷后可污染地表水,且通过渗漏等方式构成地下水的污染,这种污染是难以治理与恢复的,人畜饮用这种水会发生中毒症状。另外,畜禽粪便进入地表水后,还易形成水质的“富营养化”,导致水中藻类过量繁殖,使水体缺氧变黑发臭,最终使得水中鱼虾死亡。由于污染问题逐渐呈现和人们环保意识的提高,近年来因此类问题产生的环境信访案逐年上升。
(三)土壤污染
据资料显示,一个10万只鸡场每年产生粪便2500吨,一个500头猪场每年产生粪尿5300吨,一个500头的牛场每年将产生粪尿5500吨[6](P130-132)。未经处理的粪便直接施用到农田,尤其在过量施用时,可导致土壤孔隙堵塞,严重影响土壤质量并可造成作物减产甚至毒害作物。在畜禽规模化养殖时,饲喂畜禽所用的饲料一般都使用了一定的微量元素添加剂(如硒、砷、铜等),这些微量元素会随粪便排出,未经处理直接施用的粪便会使微量元素在土壤中累积。这不但会影响作物的生长,而且会在作物中大量富集,最终将间接影响到人类健康。另外,畜禽排泄物乱堆乱放,不能及时清理,不但污染土壤,还会进一步形成空气污染和水质污染。
(四)生物污染
畜禽排泄物中还有大量病原体、寄生虫卵和微生物,如不及时处理会滋生蚊蝇,造成人畜传染病,严重影响人类健康。据世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)的有关资料显示,目前已有200种“人畜共患传染病”(中国已发现的“人畜共患病”有120多种[7](P30-31)),其中较为严重的至少有90余种。通过禽类传染的24种,通过猪传染的25种,例如禽流感、猪流感等疾病,其传染源之一就是畜禽的排泄物。
三海南省畜禽养殖污染产生原因及状况
(一)畜禽养殖方式逐步演化为规模化和集约化
在我国传统的种、养型农业生态系统中,畜禽养殖规模小,产生的粪便可在系统内部利用转化。如家禽的粪便可直接供给猪食用,家畜的粪便可通过堆沤后施用于农田,提高土壤的生产力。随着生活水平的提高,畜禽产品需求量逐渐增大,畜禽养殖开始向规模化和集约化发展,这使得畜禽业脱离了种养型的农业生态系统。同时,农业生产大量使用高效化肥,养殖业的废弃物得不到充分利用,使废弃物的处理失去了原有的出路,从而出现畜禽废弃物堆积和集中排污问题,导致养殖业污染形成。
(二)部分养殖场选址不合理
目前,畜禽养殖规模化逐步取代家庭养殖模式,畜禽用地需求逐渐变大,而多年以来的农业用地规划大多以种植业为主,畜牧业用地难的问题在很大程度上制约着生产的发展[8]。由于没有养殖的专业用地,许多养殖场都建在村庄内、人口居住区附近,甚至河流旁,噪声及臭味直接影响周边环境。空气污染、水质污染和固体排泄物污染,直接影响周围的居民生活,引发了许多矛盾纠纷。海口、澄迈、陵水等市县大部分养猪场距离民房和附近水源地的最小距离都在1000米以上。据不完全统计,海南省70%的规模化畜禽养殖场与居民区距离大于500米,其中有54%与居民区距离大于1000米。但有些养猪规模在1000头以下的小猪场与居民区的最小距离只有100米,甚至一些地方的小规模化养猪场就在居民区内[9]。
(三)畜禽粪便处理能力弱
目前,畜禽养殖大多为中、小型养殖规模,比较分散,因此不具备条件购置集中处理设施,处理方式比较粗放,科技含量低,不能有效解决环境污染问题。例如有些养鸡场的鸡雏粪便直接出售喂猪,人吃猪肉就有可能导致食物链污染,对人体造成危害[10](P10-36)。有些畜禽养殖场虽然建有沼气工程,但对沼液、沼渣处理不当,造成严重的二次污染。我国目前所建的沼气工程,所产的沼液、沼渣的量并不比处理前的污染量小,二次污染比较严重[11](P85-88)。
四畜禽养殖污染的防治建议
近年来,随着人类环保意识的提高,畜禽养殖排泄物对环境污染的严重性逐步被关注。人们对已造成的污染开始治理,并进行了有效的防范。运用科学合理的方式处理畜禽养殖废弃物,可达到经济循环零污染、保护生态环境的目的。
(一)预防措施
1?发展生态养殖,推广“零污染”养殖生态养殖主要是指猪舍内设置地下或地上垫料发酵床,填充锯末或秸秆等农副产品垫料,猪粪尿直接排放在垫料上,利用微生物发酵,形成好的菌类培养基料和高档有机肥料。这可使猪场环境清洁、无臭味、病菌少、无污水排放,对周围环境“零污染”,同时可降低猪群疾病发生率,提高饲养效益。另外,有些植物可作为除臭剂栽种在养殖场内,如月季、杜鹃、桂花、梅、桃树等。2?依法关闭和迁移不符合规定的养殖场农林部门作为畜禽养殖业主管部门,应加强监督管理,帮助企业落实治理措施。对于建在生活饮用水水源保护区、风景名胜区、自然保护区、城市和城镇中居民区等人口集中地区的畜禽养殖场应施以搬迁或关闭,并禁止在区域内新建养殖场。3?政策扶持,奖惩分明[12](P96-97)养殖场污染治理工程是能源与环境的综合型工程,其社会、环境效益较其经济效益更为明显。对于计划要建治污工程的养殖场,应优先提供农信贷款,并在养殖用地、治理技术、工程资金方面实行优惠政策。政府对养殖业补助方面应重点考虑已建污水治理工程的畜禽养殖场。对已完成治理工程并通过验收的养殖场,应给予一定奖励。
(二)治理措施
1?自然环境条件和土壤处理法畜禽养殖大多选址在农村,畜禽粪便还田是海南省处理和利用畜禽粪便的主要途径,尤其是非规模化养殖的畜禽粪便。土地消化是利用畜禽粪便与垫草、秸秆等按一定比例通过堆肥处理,使畜禽粪便腐熟后,形成安全、稳定的高品质有机肥料,用于农作物施肥[13]。海南地处热带地区,畜禽粪便通过堆肥处理,腐熟时间会大大缩短,这为海南利用土地消纳畜禽粪便带来了较大便利。因畜禽排泄物造成的污水污染,可用自然生物处理法处理。利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法称自然生物处理法,主要有水体净化法和土壤净化法两类。属于前者的有氧化塘(好氧塘、兼性唐、厌氧塘)和养殖塘;属于后者的有土地处理(慢速渗透、快速渗滤、地面漫流)和人工湿地等。自然生物处理法投资小,动力消耗少,对难以生化降解的有机物、氮磷等营养和细菌的去除率都高于常规二级处理,其建设费用和处理成本比二级处理厂低得多。此外,在一定条件下,氧化塘和污水灌溉能对废水资源进行利用,实现污水资源化。该方法的缺点是占地面积大,净化效率相对较低。在附近有废弃的沟塘、滩涂可供利用时,应尽量考虑采用此类方法。污水灌溉农田也是一种污水的自然生物处理法,是污水在土壤中的自净过程,具有农业上和污水处理上的双重目的和意义。但污灌时要对灌溉水量和浓度进行控制,否则污水会污染土壤和地下水[14](P18-20)。2?沼气工程处理法1999年海南首先在全国提出建生态省,自此海南一直致力于生态省的建设。海南良好的自然生态条件特别适宜发展沼气产业,特别是近几年发展速度加快。海南省沼气产业县、乡、村三级覆盖率全国第一。海南农民以气代柴,一年保护林木200余万亩;用沼气做饭、烧水和用沼肥代替化肥,一年帮助节支增收4亿元;另外沼气推广使用改变了海南农村“猪无圈、牛无栏、鸡无舍、人无厕”现象,有力地改善了农村生态环境。据典型调查,凡集中连片建设沼气的地方,蚊虫减少70%以上,农民消化系统疾病发病率减少10%,流行疾病明显减少[15]。沼气发酵是沼气微生物在厌氧条件下,将有机质通过复杂的分解代谢,最终产生沼气和污泥的过程。由于沼气发酵要求厌氧,要求水中有机质含量和种类、环境温度和酸碱度等条件均相对稳定,而且发酵时间较长,因此,发酵装置的容量应为日污水排放量的2-4倍,一次性投资较大。但是,沼气发酵能处理含高浓度有机质的污水,自身耗能少,运行费用低,而且沼气是极好的无污染燃料,有较好的经济效益。
畜禽养殖是农民发家致富不可缺少的途径之一,也是农村环境污染的主要来源。只要充分利用现有技术和环境条件,注重养殖场选址、规模化生产、利用先进科技等,采用与周围环境相适应、能有效综合处理污染物、利用污染物的技术方法,就可以在生态养殖基础上,增加农民收入,建立一个可持续发展的畜牧业生态系统。
一、引言
近年来,随着农业产业结构的调整和农村经济的发展,我国的畜牧业得到了迅速的发展,特别是在城郊、农村、工矿区,畜牧场规模越来越大,集约化程度越来越高,大量畜禽粪便直接排放成为引起农业生态环境恶化的一个主要原因,已经引起公众的普遍关注。在一些地区,养殖业污染已超过居民生活、农业、乡镇工业对环境的影响,是造成许多重要水源地、江、河、湖严重污染及农业面源污染的主要原因,因此,防治和消除畜禽养殖污染,对于保护生态环境,推动农业可持续发展和增强中国农产品市场竞争力具有十分重要的意义,也是我国科学界面临的重要课题。
二、畜禽养殖业污染现状
近几年,在规模化畜禽养殖业迅速发展的同时,也带来了环境污染问题,导致农村生态环境与可持续发展矛盾日益突出,畜禽排泄物中含有大量的有机物质,对水体、大气和土壤均有很大的危害。
1.对水质的污染畜禽排泄物和圈舍清洗废水中含有大量的氮、磷及有机污染物,这些污染物直接或通过地表径流进入江、河、湖、库,造成水质恶化,影响水体的生态环境。也可以通过土壤渗入地下污染地下水,有些地区已对集中饮用水源地构成严重威胁。
2.对空气的污染畜禽粪便中未被吸收的有机物经过发酵后会产生大量的氨氮、硫化氢、粪臭素、甲烷等有害气体,这些气体不但会破坏生态环境,而且还会直接影响人类健康,使动物及人群的免疫力下降,呼叫道疾病频发。
3.对土壤环境的污染
畜禽的排泄物是很好的农田肥料,但是含有大量的钠盐和钾盐,如经腐熟后施用,可提高土壤肥力,满足作物对氮、磷、钾等植物营养的需求,若直接用于农田,过量的钠和钾通过反聚作用而造成某些土壤的微孔减少,使土壤的通透性降低,破坏土壤结构,严重影响土壤质量。
三、污染防治存在的问题及原因
1.农牧脱节畜禽养殖污染没有得到充分重视,政府和社会各界更多的是关注工业污染和生活污染,忽视了养殖业污染的严重性和危害性,还没有建立起完善的养殖业布局规划。为了便于畜产品的产、共、销一条龙的配套,使集约化养殖业由农区、牧区逐渐向城镇郊区转移,畜禽粪肥不能及时施用于农田而造成污染。县级规模养殖场及分散养殖户畜禽粪便普遍采取就地随意贮存处置方法,即粪便在露天堆放下自然发酵,基本无防渗、防淋措施。
2.治污成本高、难度大,污染治理不到位畜禽养殖业是一个典型的高风险弱质产业,养殖户资本积累能力差,而污染物治理设备技术和土地投资大、成本高,致使污染治理及设施清理维护不到位。特别是县级规模养殖场及分散养殖户基本没有污染治理设施,多数养殖户仅将少部分粪便污水用于农业灌溉,而大部分则直接排入水渠或池塘,一部分渗入地下,大多数污水则在汛期随雨水冲入河道。个别养殖场虽然建有沼气池,但其容量设计远远无法处理所产生的废水,加之管理不善,许多因粪便堵塞而停用。另一方面国家对畜禽养殖业污染治理缺乏相应的资金投入,缺乏政策扶持和治污保障机制。特别是缺少财政、税收、信贷等方面的优惠政策支持。
3.治理技术滞后,畜禽粪便综合利用率低畜禽养殖生产废弃物综合利用和治理技术滞后于畜禽养殖业的发展,养殖场规划设计时,没有把畜禽粪便处理作为集约化养殖生产的一个重要环节列入养殖场建设计划,忽视了大量畜禽粪便对环境的影响,也忽略了经济有效的收集、处理、综合利用等相关配套技术与设施的引进。
四、防治措施与建议
畜禽养殖业污染防治是一个系统工程,它不仅涉及农业、环保、卫生等多个部门,而且也需要各级政府、经济管理和法制部门的协同管理,宏观规划,同时也需要科学技术部门采用配套有效的高新技术措施。
1.科学规划,合理布局,防治结合合理规划、科学布局是保证畜禽养殖场安全生产和控制污染的重要条件,养殖场的选址、布局应既要保证畜禽养殖生产的需要,又要确保符合环境保护的要求,同时要控制养殖规模,优化整合分散养殖场(点),建设标准养殖小区。在规划上,应根据HJ/T81-2001《畜禽养殖业污染防治技术规范》划定禁养区、限养区和准养区。对禁养区,通过关、停、转、迁等手段,关闭区域内所有养殖场;对限养区,关停无任何治理设施或治理无望的现有规模化养殖场,对新建和扩建的养殖场要严把审批关,不符合规划要求的严禁审批,对污染防治措施不到位的养殖场提出限期整改建议,整改验收合格后报主管部门登记备案,进行严格监督管理;对准养区,通过排查建立养殖档案,规范环境影响评价制度,对新、改、扩建的养殖场必须通过环境影响评价后方可建设,对养殖场提出污染防治要求,逐步实现污染物的减量化、资源化、和无害化。
2.清洁生产,源头控制在畜禽养殖领域引入清洁生产、生态养殖概念,只有从源头上治理,才能达到"标本兼治"的目的。首先采取动物营养性措施,降低粪便中氮、磷和矿物质含量。合理配制饲料,通过添加生物活性物质和合成氨基酸平衡日粮,进而来降低畜禽氮和磷的排泄。同时加大对良种繁育体系的投资,逐步建成优良品种引进、繁育、推广、应用相配套的良种繁育体系。
3.资源化处理,综合利用畜禽粪便是一种有价值的宝贵资源,富含N、P、K等多种营养成分,处理后可综合利用,变废为宝。综合利用就是对粪便中的有机营养物质多层次地分级利用,使资源和能源循环利用,是治理畜禽污染的首要原则。目前,畜禽废弃物资源化综合利用主要集中在以下三方面:生产商品有机肥及配制有机复合肥和基质肥、生产沼气、用作饲料。
(1)利用粪便生产有机肥大力发展有机农业,促进有机肥的发展与生产。有机农业是遵照一定的有机农业生产标准,在生产中不采用基因工程获得的生物及其产物,不使用化学成分农药、化肥、生长调节剂等物质,遵循自然规律和生态学原理,协调种植业和养殖业平衡,采用一系列可持续发展的农业技术以维持持续稳定的农业生产体系的一种农业生产方式[1]。有机农业发展了,有机肥的需求量也就扩大了。
(2)利用粪便生产沼气及饲料结合实际情况,因地制宜。鼓励用畜禽粪便污水进行资源化,实行沼气生产,处理后的废水用于农田灌溉。这样既节省处理成本,又可获得一定的经济和环境效益。畜禽所采食的饲料70%未经吸收便排除体外,奶牛、猪、鸡饲料中的70%左右的含氮物质被排泄出来。肉鸡饲料中50%的含氮物质变成了粪便,猪粪中氨氮量为100~600毫克/升,牛粪中为300~1400毫克/升[2]。利用畜禽粪便做饲料,就是充分利用饲料中剩余的各种养分和饲养过程中产生的有用成分,一般包括直接利用、青贮、脱水干燥、生物处理等。
五、结语
畜禽养殖污染防治措施应根据实际情况因地制宜。首先要科学规划,清洁生产,从源头进行削减。再者对畜禽粪便进行减量化、资源化、无害化处理,综合利用。畜禽粪便一方面是污染源,另一方面又是可再生资源,大力发展有机农业,促进利用畜禽粪便生产有机肥的发展。鼓励用畜禽粪便进行沼气生产及用做饲料,有效地解决养殖业的环境污染问题。
长期以来,养殖业一头连着种植业,另一头连着千家万户的餐桌;一方面可大量转化农副产品,提高种植业的附加值,另一方面极大地丰富人们的生活,提高了人民群众的生活水平。各地方政府也将它作为农民脱贫致富的产业,予以极大的重视与扶持。然而,在养殖业快速发展并取得骄人成绩的同时,其对环境的污染问题也日渐突出,显示出与全社会全力构建和谐社会的不协调。目前,治理好畜禽养殖场的污染问题已成为全面落实科学发展观的时代要求。因此,找出适合中国国情的解决办法,不仅是全社会的殷切期望,更是业内人士勇于面对的社会责任。
1畜禽养殖场的环境现状
据不完全统计显示,至2008年底,全国规模化、集约化养殖场占全部养殖企业的50%。全国1000头以上的猪场,100头以上的牛场,10万只以上的鸡场,共计15000家。这些养殖场每年排放的畜禽粪便超过17亿吨,有机物排放量约700万吨,比全国工业废水有机物排放高100多万吨,加上冲洗水,估计每年实际排放污水问题超过200亿吨,占全国工业和城镇生活污水排放量总和的一半。采取厌氧生物处理(即厌氧型沼气工程)排泄物的,全国有1000多处,不到总量的10%。散养户和小规模户一般都不对排泄物进行处理,一些养殖场里,特别是夏秋季节,污水横流,蚊蝇乱飞,气味刺鼻,对环境很大程度的污染。
2造成环境污染的原因
2.1传统观念根深蒂固,认识严重不足“养殖不赚钱,回头看看田”、“猪只浑身都是宝,早起拾粪,粪难找”等农谚形象地说明,一直以来都是把畜禽粪便当作财富来处理,根本没有意识到畜禽粪便对环境的污染,一心只管养殖,根本没有环保意识。
2.2历史原因造成,环境因素制约随着经济的快速发展,养殖水平的不断提高,养殖规模不断扩大,原先的环保设施跟不上养殖规模的变化,使畜禽排泄物、废水不能及时全部处理,超出环境承载能力,造成周围环境的污染。
2.3环保投资不足,工艺设施不完善据国外统计,养殖场环保设施的投资要占到养殖场全部投资的20~50%。一个投资800多万元的养殖场,环保投资就达100多万元,就是一个投资几万元的小养殖场也需环保投资达几千元。这对于资金不充裕的很多养殖场来说,是一笔很大的投资,因此造成很多养殖场的环保设施不完善,粪便、废水、废物得不到处理。
2.4监督力度不够对畜禽养殖场环保的监督,关系到市场供应问题,牵涉各方面的利益,即使意识到问题的严重性,往往也很少采取措施。
3对策与措施
3.1提高对环保的认识各级政府,特别是各级畜牧兽医行政部门应大力宣传畜禽废物对环境污染的严重性,使所有畜牧从业人员都有意识地将防止环境污染作为一项重要的工作来抓。宣传开展畜禽养殖场环保工作的重要性和必要性,增强畜牧从业人员治理污染的紧迫感。
3.2加大环保投入力度借鉴先进发达国家经验,制定多种优惠政策,多渠道、多途径筹集资金,弥补畜禽养殖环保投资的不足,实施治理污染、保护环境和废物资源化的相互协调。
3.3搞好规划设计按照2006年7月1日施行的《中华人民共和国畜牧法》规定:禁止在生活饮用水的水源保护区,风景名胜区以及自然保护区的核心和缓冲区、城镇居民区、文化教育、科学研究区等人口集中区域建设畜禽养殖场和养殖小区。尽快规划界定畜牧禁养区、限养区和适养区。新建畜禽养殖场和养殖小区要做到环保工程的设计、建设与养殖场的设计建设同步,避免走先污染再治理的老路。
3.4加大对原有畜禽养殖场的改造通过调查摸底,对畜禽养殖场和养殖小区分类,能通过改造、改建消除环境污染达到环保要求的,进行改造、改选;对不适宜改造,或即使经过改造也达不到环保要求的,应责令其搬迁易地重建。搬迁过程要充分考虑到业主的困难,尽量照顾业主利益,做到和谐搬迁。
3.5加大先进技术和先进经验引进、推广走科技兴牧之路,大力引进先进的养殖技术和管理经验,提高畜禽生产效率,减少畜禽种群数量,从而减少污染。众所周知,荷兰是个小国,国土面积41528平方公里,只相当于2.5个北京市。2008年,存栏母猪120万头,年出栏肥猪达1000万头,出售仔肥1500万头。荷兰在取得如此骄人成绩的同时,并没有出现环境污染,值得借鉴。荷兰政府严格规定:第一,全国母猪控制在120万头。养母猪必须向政府购买生产许可证,120万头指标若卖完,就不再发放新的生产许可证,只能从现有的种猪场获得转让证明方可从事生产,如此从源头上控制了全国的生猪生产量。而这个生产量是根据荷兰的土地承载力、环境承载力、消费水平、养殖技术等等而制定的;第二,要有排污接受方的证明。荷兰规定养殖场排污必须回田,由作物或牧草种植户用专车将排泄物收走,直接将排泄物灌压到耕作土地内30厘米以下或经发酵处理;第三,在申办猪场时,必须出具销售订单;第四,必须服从在指定区域建场。我国2008年能繁母猪达0.5亿头,生猪存栏达5亿头。如果将能繁母猪控制在2800万头,生猪存栏减为3.5亿头,单这项即可减少排泄物2.1亿吨。
把畜禽养殖环境污染作为一个社会问题提出来,是20世纪中后期的事情。随着世界人口的迅速增长、畜禽繁育和饲养科技的进步,集约化养殖在欧美、日本等发达国家得以飞速发展,养殖规模越来越大,由此产生的畜禽废弃物污染问题越来越突出。日本由于人口稠密,于20世纪60年生了严重的“畜产公害”,这也是首次把畜养殖业禽污染作为一个社会“公害”问题提出来。欧洲的荷兰南部、比利时、德国西部的下萨克森洲、丹麦、法国的布列塔尼亚等畜禽养殖业发达的城市也都曾为畜禽粪便与污水造成的严重环境危害而困扰。虽然我国集约化畜禽养殖业起步较晚,但发展势头十分迅猛,在很短时间内已达到相当的规模,并呈高速发展趋势,畜禽养殖场排放的大量而集中的粪便和污水已成为许多城市及农村的新兴污染源。世界许多国家和地区都非常重视畜禽粪污染防治的立法,如芬兰的《水资源保护法》、日本的《防止水质污染法》、美国的《联邦水污染法》等等,都对畜禽粪污作了不少规定。德国、英国、前苏联、丹麦、比利时、新加坡等国都有这方面的法律、法规和规章。我国上海市政府1992年提出了畜禽污水外排标准,国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局2001年12月28日颁布了《畜禽养殖业污染物排放标准》,其中BOD5、COD、悬浮物、氨氮、总磷(以P计)的标准值分别为150mg/L、400mg/L、200mg/L、80mg/L和8.0mg/L,该标准于2003年1月1日开始实施。从标准可看出,养猪场污水的BOD和悬浮物的去除率要达80%以上才能达到国家标准要求,化学需氧量和氨氮去除率要求更高,这无疑是一项艰巨的任务。养殖场污染治理方法很多,但要考虑处理方法的技术优点、投资、日常运行费用和操作管理是否方便等因素,目前应用最广泛的是生物处理法,即主要通过微生物的生命过程把污水中的有机物转化为新的微生物细胞以及简单形式的无机物,从而达到去除有机物的目的。
1养殖业能源环境工程的设计规范
中华人民共和国农业部了《畜禽养殖业能源环保站设计规范》。畜禽养殖污水属有机废水,但浓度高且排放时间集中在每日排放2次,因此宜采用厌氧生物处理技术和物理处理技术相结合的治理路线,不宜采用单一的物理、好氧处理或厌氧生物处理单元作为稳定达标排放处理工艺流程。厌氧消化适用于高浓度有机废水,其处理污水成本仅为好氧处理成本的1/5,而且设备简单、操作方便,在厌氧消化过程中还产生沼气。典型畜禽场(环保型)污染物处理和资源化利用工程主要由以下4个环节组成:前处理、厌氧处理、后处理、综合利用(见图1)。
2养殖业粪污环境治理存在的问题
我省在开展养殖业粪污环境治理的多年实践说明,处理养殖业粪污采用厌氧生物处理技术和物理处理技术相结合的治理路线,取得了显著的成效,但也存在一些问题:(1)养殖场建设能源环境工程时间短,经验不足,有些效果还有待于实践检验;(2)认识上有差距,有些业主是迫于政府和环保部门的压力才建设能源环境工程的,因此思想上认识不到位,在场地、资金筹措以及工艺论证等方面准备不足;(3)普遍存在实际建设与项目论证有差距,造成工艺不完善或负荷太大;(4)建成后不重视管理,重建轻管,影响了应用效果;(5)沼气和沼肥(沼液和沼渣)的综合利用少,未能发挥能源环境工程的总体效益。
3养殖业粪污环境治理对策
产生上述问题的原因是多方面的,如环保意识淡泊、管理监督不力、农牧脱节、成本过高、历史原因等等。因此,目前尚未找到理想的解决方法,解决上述种种问题是一项系统工程,需作长期不懈的努力,要综合考虑各方面的因素,因地制宜,综合治理。
3.1加强宣传教育,提高全民的环保意识人的因素是最根本的,只有人们都认识到问题的严重性,才能从根本上解决问题。因此,要加强环保意识的宣传教育,加强对从事养殖业的工作人员进行专业培训和考核。
3.2加强立法,避免发生“先污染后治理”现象从养殖场的兴建到日常生产,制定严格而细致的规则,首先对新建养殖场的选址,必须严格执行禁建区政策,必须考虑周围环境(农田、鱼塘、果园)对粪污的消纳能力以及养殖场的粪污处理设施。养殖场应远离居民区(5km以上)和公路(200m以上),既减少养殖场对居民环境的污染,也减少居民活动对养殖场的干扰。其次要求养殖场必须进行污染治理,否则不允许继续经营。
3.3采用“干清粪”工艺减少冲洗用水用水冲洗猪舍显然省时、省力又卫生,但粪、尿和水混合后造成后处理量大而复杂,须经过沉淀、过滤,反而事倍功半,并且浪费宝贵的水资源。实验表明采用水冲粪和干清粪不同的清粪工艺,每头猪的年均用水量分别为35~40t、10~15t。因此,应提倡推广干清粪工艺,即粪尿分离,及时清粪,既有利于粪污处理,又可减轻对猪体本身的污染以及臭气的散发。
3.4完善工艺流程,加强科学管理养殖场的能源环境工程必须依据《畜禽养殖业能源环保站设计规范》的要求做好前处理、厌氧处理和后处理的设计和施工,工艺要精良,技术要先进,容量要配套,管理要科学,还要特别注意发挥前处理投资省、效果好、管理方便的作用。
3.5提高养殖水平,减少污染物排放量首先要改善日粮配方和饲料加工工艺,粪便污染的实质在于日粮中营养物质吸收不完全而残留有N、P、C和一些重金属如Cu、Zn等。从营养学的角度考虑,畜禽可视为一个生产系统:“输入(饲喂)-转化(消化)-输出(粪尿)”,要使末端达到最小而不影响中间,只能着手于减少始端的供给量,形成“两头小中间大”的状态。如目前肉猪料肉比的世界先进水平为2.4∶1,而我国却为3.5∶1,既造成浪费和成本提高,又加重了对环境的污染。其次要合理使用饲料添加剂,在饲料中添加一定比例的微生态制剂、酶制剂、中草药、矿物质等,不仅能提高饲料转化率、有利于畜禽健康,而且能减少有害物质的排放、减轻养殖场恶臭。但添加的比例一定要合适,否则会造成畜禽产品的品质下降和环境污染加剧。
3.6积极开展粪污的综合利用粪污不是垃圾,而是放错了地方的资源,充分研究和利用粪污不仅可减缓全球资源危机和环境危机,还能带来可观的经济效益和社会效益。(1)还田肥土或生产有机肥用于农业生产。首先还田肥土仍是目前世界范围内处理畜禽粪便最主要的途径。但为了防止鲜粪中的病原微生物、寄生虫及其卵等对土壤和农作物的污染,畜禽粪便应经腐熟发酵后施用。不过在我国,由于大中型猪场的突然崛起、养殖场周围的土地有限、运往远处费用过高、农户使用化肥的便利及农村主要劳动力转移等原因,使粪污大量积压,而农田土壤肥力却不足。因此,生产有机肥用于农业生产可以解决运输问题,也提高了肥效,还可以解决大量施用化肥造成土壤肥力下降的问题。(2)发展生态型农牧业。发展生态型农牧业,实现零排放是彻底解决养殖业污染的根本方法,即在规划和建造养殖场时考虑粪污的消纳能力,把养殖业与种植业有机地整合在一个生态系统中,从根本上解决粪污污染问题。无论固体废物还是废水,处理和利用应在一个单元(所在区域)内解决,这样才能实现产品、土壤和环境的可持续健康发展。利用生态系统中物质和能量循环的原理,走牧、沼、果(林菜)与牧、沼、渔、果(林菜)等生态型养殖之路[4-5]。
3.7积极开展沼气综合利用在未来的能源生产中,沼气将扮演越来越重要的角色,在生产沼气的同时,利用和处理了大量粪便和生活垃圾,沼气时代不是过时了,而是还没有到来。沼气可用于养殖场的职工生活用能、仔猪保温、发电等,是最廉价、最环保的能源。目前沼气的综合利用率低,许多沼气没有得到利用就被直接排放到空气中,还造成严重的温屋气体效应(CH4造成温屋气体效应是CO2的21倍)。同时要大力发展农村户用沼气,保护森林资源。福建气候暖湿,四季常青,森林覆盖率达60.5%,居全国第一[6-7]。但人多地少,人均资源占有量低,人均耕地面积0.035hm2,人均占有森林面积0.21hm2,比全国和世界的人均占有量都低。三明市大部分是农区,农户都有种粮养猪的习惯,因此,农村具有丰富的沼气资源,应大力发展户用沼气。建造一口10m3的户用沼气池,可年产631.9m3沼气,节省5.85m3木材,建造户用沼气池按20a折旧计算,年均成本支出分别比燃烧蜂窝煤和木柴的费用降低3.7倍和2.9倍。到2003年底三明市共建造户用沼气池2.26万口,建池户占三明市总农户(38.16万户)的5.9%,可年生产沼气1428.1万m3,替代薪柴13.22万m3左右,约有11.3万农村人口用上高效、清洁、方便、卫生的沼气燃料。如果三明市有15%的农户(国家户用沼气普及标准)即5.72万农户建造沼气池,年可生产沼气3614.5万m3,替代薪柴33.46万m3左右,约有28.6万农村人口用上高效、清洁、方便、卫生的沼气燃料。因此,在福建省目前森林覆盖率较高时,就要考虑更好地保护森林资源,居安思危,而大力发展农村户用沼气是最好的保护森林资源的办法,节省下来的林木资源既可以用于发展木材加工业,也可用于发展食用菌产业,具有十分显著的经济、社会和生态效益[8]。