大連市畜禽養殖污染現狀及問題研究

安 娜

(大連市環境科學設計研究院， 遼寧 大連 116023)

1 引言

近年來，我國畜禽養殖業持續穩定發展，規模化養殖水平顯著提高，但大量養殖廢棄物沒有得到有效處理和利用，畜禽養殖業面臨越來越嚴峻的環境問題，畜禽養殖也成為農村環境綜合整治的一項重要內容。畜禽養殖產生的糞便中含有的大量氮、磷元素及有機質等污染物，未經處理的糞污隨意排放會引起地表水體富營養化[1]。畜禽糞便的不當施用，也會對土壤環境和農產品質量安全產生不良影響，研究表明在畜禽糞污還田的主要地區，畜禽糞便的施用已經成為農田土壤重金屬污染的重要來源[2]。同時，畜禽糞便中抗生素類藥物的殘留、未經處理的致病菌等均會增加生態環境風險，并對人類食品安全構成威脅[3,4]。因此，加強畜禽養殖污染防治措施，提高畜禽養殖污染廢棄物資源化利用，是進行農村環境綜合整治，改善農村人居環境的必要條件。

在1999 ～ 2012年間，遼寧省畜禽養殖業所引起的農業面源污染比重越來越大，畜禽養殖對3種污染物(TN、TP、COD)排放量貢獻率始終保持在55 %以上，是遼寧省農業面源污染的最主要來源[5]。大連市2015年，畜牧業產值230億元，是2010年的1.4倍，畜牧業產值占農業總產值比重達到26%。全市肉、蛋、奶產量分別達到87萬t、27萬t、6萬t[6]。畜禽養殖污染正日益成為大連市農村生態環境的主要污染威脅，尤其養殖過程中產生的惡臭等異味和養殖污水對地表水、地下水環境的污染，已經嚴重影響村鎮人居環境和居民的飲水安全。本研究基于大連市的畜禽養殖規模統計數據，分析本地區畜禽養殖污染存在的主要問題，明確大連市各涉農區市縣畜禽養殖污染物排放量和耕地負荷量，為大連市畜禽養殖污染防治提供科學依據。

2 研究方法

2.1 研究范圍和數據來源

本研究的范圍為大連市的11個涉農區市縣的主要畜禽養殖種類牛、豬、雞，估算其年糞便排放量，以2017大連市統計年鑒的數據為研究基礎。

根據張緒美等[7]研究，生豬飼養周期199 d，以出欄量為飼養量；牛飼養周期按全年365 d計，以年底存欄量為飼養量；雞分為蛋雞和肉雞，肉雞飼養周期一般為55 d，以出欄量來計算，蛋雞飼養周期一般為365 d，以年末蛋雞的存欄量來計算。本研究的統計數據來源未注明雞的類別，故以存欄數計。大連市各地區的畜禽養殖量見表1。

表1 2017年大連市各涉農區市縣畜禽養殖量

2.2 計算方法和排污系數

根據排污系數法計算畜禽糞便和尿液的產生量，畜禽糞便污染物測算主要關注總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH3-N)和化學需氧量(COD)的含量，進一步計算畜禽糞便的耕地負荷量。由于畜禽糞污中成分的差異，為測算畜禽糞便的耕地負荷量，需對不同種類畜禽糞便的產生量進行統一換算。畜禽糞便排放量估算、豬糞當量的換算參見董雪霽等的研究[8]，具體系數見表2、表3。

表2 畜禽糞便、尿液以及污染物的產生系數

表3 各類畜禽糞尿的豬糞當量換算

3 結果分析

3.1 畜禽養殖量統計和糞污產生量計算

大連市各涉農區市縣主要畜禽種類的養殖情況見表1。全市豬、牛、雞的養殖主要集中在金普新區、普蘭店區、瓦房店市和莊河市，四區各畜禽養殖量占全市總量的比例分別為93.40 %、96.59 %、94.04 %。其中豬的養殖量占比最高的地區是普蘭店區，為45.57 %；牛的養殖量占比最高的地區是普蘭店區，為36.83 %；雞的養殖量占比最高的地區是莊河市，為28.62 %。按照大連市農業發展的規劃和布局，以普蘭店區、莊河市、瓦房店市為重點養殖區，金普新區為控制和適度養殖區，畜禽養殖均以普蘭店區、瓦房店市、莊河市為優勢產業。

各地區主要畜禽的糞尿產生量見表4，普蘭店區的畜禽糞尿產生總量最大，達到297.89萬t/年，占總產生量的36.62 %，從不同畜禽種類產生量看，豬糞尿和牛糞尿分別占其產生量的45.20 % 和35.63 %，是主要畜禽養殖廢棄物。其他地區糞尿產生比重較大的是瓦房店市和莊河市，分別占總產生量的25.38 %、21.93 %。

表4 2017年大連市各涉農區市縣主要畜禽糞尿產生量 萬t

3.2 污染物產生量計算

畜禽養殖業對水體的污染主要來源于畜禽用水和水沖刷所致的污水，水體中氮磷及有機物的增加，可導致水體的富營養化，使水的溶解氧減少，對水環境造成嚴重污染[9]。本研究以總磷、總氮、氨氮和化學需氧量為例，計算出畜禽糞尿中的污染物含量，見表5。

表5 2017年大連市主要畜禽糞污中污染物的含量 萬t

畜禽養殖污染物中總磷的年產生量2.05萬t，總氮的年產生量5.80萬t，氨氮的年產生量為2.51萬t，化學需氧量的年產生量34.64萬t。污染比較嚴重的是豬和雞，約80 %左右的污染物都來源于豬和雞糞尿，其次是牛，污染物含量占比分別為13.76%、28.56%、19.52%和25.79%。

3.3 畜禽糞污的耕地負荷量計算

大連市各涉農區市縣畜禽糞尿的豬糞當量及耕地負荷量見表6，2017年大連市畜禽糞便年負荷量為5.63～66.15 t/(hm2·a)，平均負荷量為23.36 t/(hm2·a)，其中最大值為長興島66.15 t/(hm2·a)，最小值長海縣5.63 t/(hm2·a)，有5個地區超過了全市的平均水平。根據李玉浸[10]研究表明，考慮到不同畜禽種類和不同區域特點的變化，認為每公頃土地能夠負荷的畜禽糞便在30～45 t左右，如果超出就會對環境產生影響。以30 t/(hm2·a)為標準，超出耕地負荷量的地區有旅順口區和長興島，畜禽養殖重點區域普蘭店區、瓦房店市、金普新區均接近30 t/(hm2·a)的標準。大連市的畜禽糞便負荷的分布不均勻，平均負荷量不高，但旅順口區和長興島的耕地年負荷量超過標準，可能會對其生態環境產生影響，需進一步優化畜禽養殖發展規劃，有效開展污染防治對策。

表6 大連市各涉農區市縣豬糞當量及耕地負荷量

3.4 耕地負荷量的警報及分級

根據沈根祥等[11]1994年提出的畜禽糞便耕地負荷警報值分級標準，以畜禽糞便豬糞當量負荷(Q)，同當地農田以豬糞當量計的有機肥理論最大適宜施肥量(p)的比值R(R=Q/p) 來間接表達各地區畜禽糞便負荷量承受程度。本研究p值取糧棉瓜果夾種地區的參考值105 t/(hm2·a)，標準提出在一般的條件和合理施用情況下，當警報值R<0.4時，該地區畜禽糞便可完全被農田環境所消納和承受，對環境不構成污染威脅，隨著警報值R的逐漸增大，對環境造成污染的威脅性就將越來越大。大連市各地區警報值及分級情況見表7，從分析結果看，長興島的警報值達到Ⅱ級，對環境有輕度影響；其余地區警報值均為Ⅰ級，對環境尚未構成威脅。

表7 大連市各涉農區市縣豬糞當量耕地警報值及分級

4 大連市畜禽養殖現狀及主要問題

規模化的養殖場(小區)基本配套建設環保設施，并進行種養結合的生態養殖方式。但大連市的畜禽糞污資源化利用工作尚處于起步階段，沒有區域性的生物質有機肥料廠對糞污進行集約化的收集和發酵處理，導致種養結合的生產方式不規范，對污水和糞污的不能做到高效的利用。區域性的種養結合模式僅限于糞污直接還田，基本沒有高溫發酵處理的過程，存在一定的環境風險。

規模化以下的畜禽養殖單位，畜禽廢棄物資源化利用的意識薄弱，沒有資金和技術投入到環境保護措施的建設，防滲防雨措施不盡完善，部分污水可能直接通過污水溝排入河道，污染河道地表水環境。養殖場所基本沒有密閉管理，惡臭污染嚴重，導致部分地區的環境風險水平較高。

5 結論與建議

本研究通過對大連市各涉農區市縣主要畜禽養殖種類養殖量、糞污產生量及耕地負荷量的計算，得出如下結論：①畜禽養殖業以普蘭店區、瓦房店市、莊河市為優勢產業；②污染物最大的地區為普蘭店區，全市約80 %左右的污染物都來源于豬和雞；③2017年畜禽養殖TP年產生量2.05萬t，TN年產生量5.80萬t，NH3-N年產生量為2.51萬t，COD年產生量34.64萬t；④大連市平均耕地負荷量為23.36 t/(hm2·a)，超出耕地負荷量的地區有旅順口區和長興島，長興島的警報分級達到Ⅱ級，對環境具有輕度影響，大連市的畜禽糞便負荷的分布不均勻，且平均負荷量不高。

建議各地區以問題為導向，有針對性地開展治理與建設，積極發展生物質能源，將畜禽養殖廢棄物資源化利用。政府通過樹立典型示范鎮(村)，根據本地區耕地以及作物種植情況，結合農業長期規劃，推廣分布實施畜禽廢棄物資源化利用工程，為提高農村人居環境，促進生態農業建設提供有力保障。