集约化养殖中的环境污染及治理

文 / 尹晓青

（中国社会科学院农村发展研究所）

改革开放以前，除少数的牧业省以外，中国畜禽业生产方式是以千家万户分散饲养的散养为主，规模小加之排泄物还田，所以畜禽养殖业一直并没有被视为环境的污染源。自20世纪90年代以来，随着农业产业结构的调整和农村经济的发展，各省市相继出台了相关鼓励扶持政策，有力地促进了畜禽养殖业的发展，主要畜产品产量持续20 多年增长。目前我国已成为世界上最大的肉、蛋生产国，禽肉、猪肉和鸡蛋产量均居世界第一，奶类总产量居世界第一。在肉蛋奶源源不断装进居民菜篮子的同时，重量和体积几倍于肉蛋奶的牲畜固体性粪便、尿和生产污水也不断产生，直接排放后造成环境污染，在一些地区，畜禽养殖业污染已超过居民生活、农业、工业对环境的影响，成为重要水源地、江、河、湖严重污染的主要原因之一。

我国对畜禽养殖带来的污染问题的严重性的认识是随着规模化养殖规模扩大以及其污染所造成影响日益明显和突出而增强的。在我国工业点源污染治理初见成效后，治理集约化养殖的污染刻不容缓。国内外已经取得的成功经验表明，畜禽养殖废弃物可以通过多种方法得到有效利用，包括减量化、再利用和资源化等途径，最终实现污染物的零排放。因此在某种程度上而言，畜禽养殖废弃物的处置是管理问题而不是完全的污染防治问题。但由于技术经济原因，大多数的畜禽养殖场需要按照农牧结合、综合处理和利用等方法才能从根本上解决规模化畜禽养殖污染问题，因此，需要得到政府的政策、资金、技术等扶持。

表1 畜禽粪便排泄指数

1 背景

1.1 畜禽养殖方式的变化

集约化养殖是指在较小的场地内，投入较多的生产资料和劳动，采用新的工艺与技术措施，进行精心管理的饲养，以便在有限的土地范围内生产更多的牲畜。与粗放畜牧养殖业之间的不同主要体现在经济（投入）、人口（劳动）和空间（集中和分散可移动）等各种畜牧业因素的依赖程度，而且单一化的畜群结构也是集约化畜牧生产的重要特征。从实质上来说，集约化方式的畜禽养殖就是一种采用工业化方式进行的畜牧业生产，而且在全球范围内，各国都是在利用这种畜牧业集约化经营的方式来实现畜牧业生产方式的转变。从中国畜牧业发展状况看，改革开放以前，除少数牧业省以畜牧业规模养殖为主以外，我国畜牧业生产方式基本上是以千家万户分散饲养的散养为主，规模相对小，而且基本上实现了农牧一体化。近二十年来，随着农村经济结构调整及产业发展格局的变化，我国规模化养殖快速发展，主要呈现以下特点；一是畜牧养殖业逐步从农牧业结合的模式中分离；二是养殖场逐步从分散趋于集约化；三是集约化养殖场日益向城郊集中；四是养殖场生产过程产生的废物难以得到有效处理。

目前，针对自上而下的畜牧业集约化经营和现代化发展模式，产生了很多有关畜牧业生产方式转变的政策争议。

表2 畜禽粪便中污染物平均含量 单位：kg/吨

1.2 政府对规模化畜禽场环境管制的滞后

我国畜禽养殖业的产业发展与环境管理严重脱节。其重要原因是畜禽养殖业的发展一直是农业部门的政策目标，各级农业部门都把畜禽养殖业发展作为农村产业结构调整、实现农业增长和农民增收的重点内容推行，而环境保护并不是农业部门的核心职能，因此，以往有关的畜禽养殖业政策中并没有充分体现畜禽养殖业污染防治内容。

发达国家普遍对规模化养殖场的污染治理采用工业污染治理的环境管理措施。我国环境保护部门过去的工作重心主要集中在城市环境保护和工业污染的防治，因此，对集约化畜禽养殖场污染问题并没有引起足够的重视。从整体上看，主要表现为：一是全国大多数集约化畜禽养殖场建设前未经过环境影响评价；二是在畜禽粪便和废弃物的清理、收集、贮存、无害化处理及资源化利用等方面，没有强制性的配套政策和措施要求，畜禽养殖场的内部环境管理粗放、薄弱，约60%的养殖场缺乏干湿分离这一最为必要的环境管理措施；三是尽管目前有些地区推广实施沼气综合利用方法来解决养殖场污染问题，但普遍存在着诸多推广障碍，如环境标准和监管体系有缺陷、资金和技术门槛较高、难以获得投资回报等，对规模养殖场粪污资源化利用的作用有限，致使大量畜禽粪尿及冲洗混合污水直接排入自然环境，造成环境污染。

表3 每头（只）畜禽每年排泄粪便中污染物含量

2 集约化养殖中的污染状况

我国畜牧业生产规模愈来愈大，现代化、集约化程度愈来愈高，饲养密度及饲养量急剧增加， 畜禽饲养及活体加工过程中产生的排泄物和废弃物，呈现出两大特点：一是排污量大。据统计，2005年时，我国猪、牛、鸡三大类畜禽粪便总排放量已达30.87 亿吨，粪便中的COD（化学需氧量）含量7 741 万吨，是全国工业和生活污水排放COD的5.07 倍。二是污染物超标严重。根据监测结果，养殖场排放污水COD（有机污染物指标）平均超标53 倍，SS（悬浮物）超标14 倍，氨氮、总磷等指标超标20 倍以上。未经处理集中排放，超过了养殖场周边土壤和水体生态系统的自净能力，对居民生活、其它生物以及家畜自身生活环境的污染愈来愈严重，已经成为一个农村重要的污染源。

表4 1999年全国及部分省区畜禽养殖排放总量及环境压力情况表

2.1 畜禽养殖业污染排放强度

养殖业污染的主要来源是畜禽排泄污染物，包括从畜禽体内排出的有害气体、粪便及其分解产生的臭气以及体表掉落的毛屑、绒毛（羽毛）等。表1～3是关于畜禽污染的一些数据，从中可以看出畜禽养殖的污染物排放强度。

这里设定1 头猪为标准畜禽单位，则根据产生粪尿中所含全氮水平折合，1 头牛约合10 个标准畜禽单位，15 只家禽约合1 个标准畜禽单位。畜禽的粪尿排泄物和废水含有大量的有机物、N、P、K、SS及致病菌等。

2.2 畜禽业造成的污染负荷

根据国家环保局2001年报告中对1999年我国畜禽养殖粪便排放总量以及污染物的产生量的估算结果（表4），全国畜禽粪便产生量很大，1999年产生量约为19 亿吨，而当年我国各工业行业每年产生的工业固体废物为7.8 亿吨，畜禽粪便产生量是工业固体废弃物的2.4 倍。而且，畜禽粪便含有极其庞杂的有机污染物，仅COD含量一项就达7 118 万吨，远远超过工业废水与生活废水COD排放量之和。

从畜禽粪便对土地造成污染负荷来看，上海市农业科学研究院（1994）提出了相关的家畜粪便负荷警报值分级标准，即用家畜粪便猪粪当量负荷（Q），与当地农田以猪粪当量计的有机肥理论最大适宜施肥量（P）的比值R来间接表达各地区家畜粪便负荷量承受程度，随着R数值的增大，环境对牲畜粪便负荷量承受能力逐渐降低，畜禽粪便对环境造成污染威胁性越来越大（表5）。

根据中国农业大学李国学（1999）的研究结果，按每公顷土地能够负荷的畜禽粪便30 吨低限值为最大理论适宜量进行推算，我国总体的土地负荷警戒值已经达到能够体现出一定环境胁迫水平的0.49。

据不完全统计，1991年北京畜禽业排出的BOD量（生物需氧量，表示水污染程度）为30.7万吨，约为当年排放的工业废水和生活污水中BOD量的2 倍。实际资料也可以证明，我国一些大城市畜禽养殖业粪尿排污量的人口当量已经超过3 000～4 000 万人口。对北京市若干典型县区的污染调查结果显示，畜牧业的BOD负荷是这些区县的主要污染负荷，普遍达到61%～74%（表6）。

3 集约化养殖中污染防治对策

我国畜禽规模化养殖业的发展起步较晚，但由于人们生活水平日益增长的需求和农村产业结构的调整，畜禽的规模化养殖逐渐成为当今社会畜禽养殖产业发展的主要模式。由于发展速度较快，且缺乏对畜禽养殖业污染的系统监测和调查研究基础资料和数据，对由此造成的污染控制，无论从理论上、政策上还是技术上都显得滞后。

近年来，迫于畜牧业发展所面临的严峻挑战，各地都在积极探索推动畜牧业持续健康发展的途径，一些地区也积累了好的经验和做法。在对北京、辽宁和山东调研的基础上，并结合相关资料和报告，总结出以下几条值得借鉴的经验和措施。

表5 畜禽粪便土地负荷警报值分级的环境影响

3.1 统一规划，合理布局

政府应制定并不断完善行业环境管理标准，严格执行“三同时“的原则—新建的规模畜禽养殖场应与环境保护设施（污染物的综合利用、处置和处理）同步设计、建设和投入运行。凡违背此项原则的养殖场建设项目一律不允许投产使用。

3.2 制定标准并严格执行，实行源头控制

环境保护部门已经开始重视集约化畜禽养殖场污染的控制，并于2001年颁布并实施了全国《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）。由于我国大部分地区对畜禽养殖业的环境污染缺乏周详的环境调查，也缺乏充分的环境监测及定量数据，因此，从已经颁布实施的标准看，对养殖场废水排放标准和排污费征收标准的制定均过低。如《畜禽养殖业污染物排放标准》中规定排水COD≤400 mg/ L，氨氮≤80 mg/ L 即可达标，比一般城镇污水处理厂进水水质还差，这显然难以促进养殖场污水的无害化处理；而且多数情况下，很多地区并不能按此标准严格执行。因此，国家环保局组织专家对原标准进行了修订，为实现源头控制建立了基础。同时，要切实加强监管力度，坚决处罚超标排放的养殖企业，才能确保畜禽污染实现源头控制。

部分省区结合区域特点建立了区域性的管理标准和法规。例如山东省颁布实施的《畜禽养殖业污染物排放标准》（DB 37/534-2005）、浙江省颁布实施的《畜禽养殖业污染物排放标准》（DB 33/593-2005），以及广东省颁布实施的《畜禽养殖业污染物排放标准》（DB 44/613-2009）。

从近年发布的地方环保标准看，多适用于集约化畜禽养殖场和养殖区污染物的排放管理，以及建设项目环境影响评价、环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。

地方环保标准中，都将定义的集约化养殖场/养殖区的规模降低，从而使更多的养殖场/养殖区纳入标准的适用范围中，以对其污染排放进行控制。而且对畜禽养殖的最高允许排水量、水污染物排放标准和恶臭污染物排放标准都做了具体的规定。

从排放限值来看，各省市都在国家标准基础上，不同程度地提高了污染物排放控制的要求。如山东省地方标准规定从2010年5月1日起执行第三时段的标准值，COD要求达到120 mg/L，氨氮要求达到25 mg/L，其无疑对该省范围内的畜禽养殖业提出了更高的污染控制要求。另外，在排水量方面各地方也加强了要求。

表6 北京市若干区县及乡BOD负荷分担率 单位：%

3.3 实行农牧结合

在农牧结合的养殖场和养殖小区，牲畜的饲料（主要是能量饲料）应该全部或者大部分自产自用，一则可以充分利用秸秆资源，二则畜牧业走与种植业相结合的道路，可以使畜禽粪便得到合理利用，减少治理成本。

目前在全国许多地区推行的畜-沼-果（菜、粮）等生态循环模式是实现农牧有效结合的较理想模式。如上海市出台了鼓励使用有机肥、限制使用化肥引导政策，对农户施用有机肥采取补助政策，使用1 吨有机肥由市财政补贴250元。浙江省积极鼓励规模养殖场承包农田，重点扶持拥有一定农田、林地或果园的养殖场（户）发展规模养殖，按照排泄量和消纳量相适应原则，合理规划养殖场的规模和地点，把畜牧场与农田、鱼塘、园地一并规划，达到农牧结合、种养平衡；通过园地（茶园、竹园、林地、果园、桑园）养鸡，稻田养鸭，猪鱼配套等方式，达到畜牧粪便的多级、循环资源化利用，实现区域间畜牧业和种植业、渔业、林业的循环协调发展。

发达国家也有类似的经验。家畜所产粪便和生产污水发酵后用做自己土地的肥料，设备简单，花销不大，不仅不会污染环境，而且可以改善土壤特性，提高土壤肥力和生产力。据美国对俄亥俄州一个农牧结合家庭农场的调查，玉米和大豆产量分别高出当地产量的32%和40%。

3.4 畜禽粪肥的资源化利用

德国和日本等发达国家自1970年开始就推广综合利用方式，大力扶持农牧兼营的大中型畜禽养殖场，将畜禽粪便进行无害化处理后肥田，做到污染内部“消化”。国内部分省区目前主要采用三种方式实现粪便的资源化利用和污水的无害化处理：

第一是田园利用模式，粪肥通过简单的沉淀、人工分离将粪便中干物质进行自然堆沤，发酵后作有机肥返田；分离后的污水集中储存，经自然耗氧处理后，部分用作农田肥料，其余外排。目前全国90 %以上的集约化养殖场畜禽粪便是通过这种方式进行处理的。

第二是环保模式，即安装环保设施，畜禽场排放的粪污经三级沉淀、固液分离、厌氧发酵及好氧发酵等环节处理后实现达标排放。

第三是沼气模式，即利用厌氧微生物活动将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水，粪便发酵制沼气，作为生活能源，沼渣制作优质有机肥。据资料介绍，利用沼气工程处理畜禽粪便污水，除了生产一定的清洁沼气燃料外，沼液是可用于生产绿色食品的优质农田有机肥，沼渣经处理后可制成商品化的有机肥料，部分还可作为饲料用于养鱼等。

为鼓励畜禽养殖场实现粪污处理和资源化利用，江苏、河北、山东等省出台了相应的扶持政策，例如无论养殖户选择何种方式，只要达到无害化标准，即按规模给予不同档次的补贴或奖励。在江苏省，大力推广畜禽粪便综合治理技术和农牧结合生态养殖模式，常州市武进现代畜牧有限公司奶牛粪便干湿分离，干粪用来养殖蚯蚓变废为宝，湿粪流入沼气池，经沼气池发酵处理后，沼气作为能源利用，为牛场供应热水和冲洗挤奶台；沼液的上清液作为有机肥料喷灌牧草，整个生产达到养殖场污染物零排放。各省的共同经验是，粪污处理和资源化利用并不是什么克服不了的难题。

3.5 畜禽粪肥处理和利用技术创新

我国60%以上的集约化畜禽养殖场粪尿是以与冲洗水混合方式外排的，比干清粪工艺的污水量大，且采用干清粪方式的养殖场废水的污染浓度也会大大降低。因此，通过控制畜禽养殖场冲洗用水量，则可大大减少养殖场的废水产生量和排放量。