小流域生豬養殖污染整治成效研究

余珊 潘文斌 王靜

（1 福州大學環境與安全工程學院 福建福州 350108 2 福建省環境科學研究院 福建福州 350013 3 福建省環境工程重點實驗室 福建福州 350013）

0 引言

流域一般指集水區域，處于分水嶺中間，且有分明的地理界限［1］。流域是一個開放、動態的自然生態系統，是人類生活的重要支撐。它具有一定的環境承載力，健康的流域能通過自身凈化系統，減緩污染帶來的影響，維持河流正常功能［2］。隨著20 世紀早期社會經濟高速發展，生豬養殖帶來的效益使得生豬養殖業在鄉村發展迅速，在一些流域，老百姓環保意識較薄弱，動物排放污染物中的COD、氨氮、磷等總量超過流域內工業污水排放量［3］，導致流域水環境受到影響。1960—1980 年間，美國、日本、歐洲等地區的養殖業帶來的環境污染問題開始呈現［4］，各國通過完善畜禽養殖污染防治理論體系、管理政策、相關法律法規等，開始解決規模化畜禽養殖帶來環境污染的問題。

我國在2001 年后相繼出臺多個法規，詳見表1。國務院于2013 年11 月11 日發布《畜禽規模養殖污染防治條例》，為畜禽污染整治提供了法律支撐，開展全國范圍內的畜禽養殖環境污染整治［6］。福建省為貫徹落實畜禽養殖面源污染的防治工作，下發了《福建省人民政府關于進一步加強生豬養殖面源污染防治工作六條措施的通知》（閩政〔2014〕44 號）文件，以推進福建省生態建設［7］。

表1 我國頒布的關于畜禽養殖環境污染防治政策法規［5］

福建省武平縣象洞溪流域地處閩粵交界，本文以該流域為研究對象，通過對比整治前后流域水質情況，對探討如何在環境容量有限的小流域內開展畜禽養殖整治、進而取得環境治理成效具有重要意義。

1 數據與方法

1.1 研究區域概況

象洞溪流域位于福建省武平縣象洞鎮（圖1），地處閩粵交界。象洞溪總長14.5 km，流域面積125 km2，屬汀江（韓江）流域松源河水系上游地區，經廣東省蕉嶺縣南磜鎮多寶水庫流向松源河到梅州市，集雨面積89 km2、年徑流量僅0.613 億m3，枯水期每秒流量僅0.5 m3左右，環境容量很小。流域地勢西高東低，屬亞熱帶海洋性季風氣候。

圖1 象洞溪流域位置及研究區

1.2 數據來源

（1）土地利用來源。本研究遙感和DEM 數據來源于http：//www.gscloud.cn/。選用云量較低的2016 年3 月28 日和2018年1 月13 日軌道號為120/43 的衛星遙感影像數據，影像類型為Landsat8 OLI。利用ASTER GDEM 第一版（V1）的數據進行加工得來，是分辨率為30 m 的數字高程數據。

利用ArcSWAT（SWAT：Soil &Water Assessment Tool，土壤和水評估工具是小尺度流域模型）提取流域邊界，使用EN-VI5.1 對研究年份土地利用情況進行分析。

（2）生豬養殖及水質監測數據來源。通過和鄉鎮管理部門溝通以及對養殖戶的時間調查得到生豬養殖數據；水質監測數據由專業人員實地采樣監測獲取。

（3）行政區劃邊界來源。行政邊界數據是國家基礎地理信息中心（https：//www.webmap.cn）發布的中國國家基礎數據信息行政邊界數量數據。村級行政邊界數據來自于當地相關部門提供的規劃圖。

1.3 研究方法

基于PLOAD 模型（The Basins Pollutant Loading Estimator）對研究年份內流域非點源污染變化進行分析評估，根據《第一次全國污染源普查——城鎮生活源產排污系數手冊》，象洞溪流域內村民生活源產排系數參照二區5 類標準進行估算，從而扣除研究年份內污染物本底變化的影響。

本研究參照福州市畜牧業發展規劃（2011—2015 年）環境影響報告書得到的象洞鎮畜禽養殖污染物產污系數，象洞鎮畜禽養殖污染物排污系數按現有養殖模式估算，見表2。

表2 生豬養殖污染物產排污系數 單位：g/（d·頭）

畜禽養殖污染產生量計算公式如式（1）：

式中：W 為生豬養殖污染物產生（排放）量，t/a；Q 為生豬飼養數量，頭；C 為生豬養殖污染物產（排）污系數，g/（d·頭）。

2 象洞溪流域畜禽養殖整治成效分析

武平縣人民政府下發 《武平縣人民政府關于同意象洞鎮生豬養殖“禁養區和可養區”調整方案的批復》（武政文〔2015〕465 號）文件，同意象洞鎮《關于請求確認生豬養殖“禁養區和可養區”調整方案的請示》（象政〔2015〕12 號）文件中關于“兩區”的界定并開展生豬養殖整治。通過整治后，象洞溪流域生豬養殖分布情況如圖2。

圖2 象洞溪流域2016 年和2018 年生豬養殖分布圖

生豬養殖整治后污染物產排量削減情況見表3。

表3 生豬養殖整治后污染物產排量削減情況

由表3 可見，生豬養殖整頓前后，該流域生豬養殖所排放的COD 和氨氮削減量為17 098.661 t/a 和687.877 t/a。尤其是子流域編號為9、14 和18，生豬養殖所排放的COD 削減量分別為3 369.002 t/a、3 376.075 t/a 和2 749.498 t/a，所排放的氨氮削減量分別為135.535 t/a、135.819 t/a 和110.612 t/a，其余子流域也均有明顯減少。畜禽糞便中，最主要的污染物指標，包括尿液里的COD 指標，含量可高達20 000 mg/L，尿液里的總氮指標（TN），含量高達5 000 mg/L［8］。相較流域內非點源污染及村民生活排放污染物對象洞溪的影響（表4），畜禽養殖整治對水環境的影響占主導地位。

表4 非點源污染及人類生活污染情況 單位：t/a

通過實地考察，收集象洞溪下游和與廣東省接壤的羊角口水電站斷面水質情況。水質監測數據顯示：生豬養殖污染整治前后，象洞溪流域的水環境質量逐日提升，較少存在水質超標情況。整體上從生豬養殖整治開始，水質由劣Ⅴ類逐漸提升至Ⅲ類以上，一年時間內，有超過2/3 的比例是優于Ⅲ類水質。

3 建議

當前我國經濟已經從高速發展轉變為高質量發展，嚴厲管控、打壓以破壞環境為代價發展經濟的行為。從各項數據可以證明：合理整治無序管理的生豬養殖能大幅降低對環境的污染，日后仍需加大對散養、個體養殖戶隨意排放污染的管控力度。與此同時，需加大對生豬養殖規模化建設的扶持，促進產學研深度融合，引導規模化養殖所排放污染物的有效處理，解決養殖污染問題，從而在保障人民“米袋子”與“菜籃子”的同時，提供良好生活環境，保護綠水青山，實踐“兩山理論”經濟觀，助力生態文明建設。