农业污染控制与奶牛养殖污染物的排放与处理

吕 通，倪 茹，许继飞，张树礼，赵 吉（.内蒙古大学 环境与资源学院，内蒙古 呼和浩特 000；.内蒙古自治区环境在线监控中心，内蒙古 呼和浩特 00090）



农业污染控制与奶牛养殖污染物的排放与处理

吕 通1，倪 茹1，许继飞1，张树礼2，赵 吉1
（1.内蒙古大学 环境与资源学院，内蒙古 呼和浩特 010021；2.内蒙古自治区环境在线监控中心，内蒙古 呼和浩特 010090）

摘 要：规模化奶牛养殖污染控制是农业源污染减排的重要组成部分.本文从农业源和畜禽养殖污染的现状和特点出发，分析了奶牛养殖污染物排放的特征，重点阐述了内蒙古奶牛养殖的特征以及污染物处理中存在的问题，可为提高畜牧养殖污染治理水平，完成农业源污染减排要求提供参考.

关键词：农业源污染；奶牛养殖；污染物排放；污染物处理；存在问题

对于污染物排放的限制，国家在很早就有过相关规定，但将污染物排放量在时间和空间上进行量化统计，即总量控制，还得追溯到“九五”时期.“九五”时期第一次有了总量控制的相关规定.总量控制是指一定时间或空间内，对于某一定污染物实行规定，控制其排放总量.总量控制在“九五”规划中被纳入基本政策，作为一种制度，并对12种主要污染物实行控制.“十五”纲要中规定“城乡环境质量得到改善，主要污染物排放量比2000年减少百分之十.“十一五”中继续要求主要污染物比上一时期减少百分之十，并且森林覆盖率达到百分之二十.直到如今“十二五”规划中将氨氮作为主要污染物监测指标写入纲要［1］.在现行的“十二五”规划中，主要对以下五个项目进行要求：（1）对城市污水处理设施的管网系统、现有工艺的改进和污泥处置进行要求；（2）对造纸业、印染业、食品业和农副产品加工业等行业加大处理及进行改造；（3）推进脱硫脱硝工程；（4）重点整治农业污染源；（5）对机动车污染排放进行控制.

1 农业源污染的现状分析

1.1 农业污染严重并且逐渐受到重视

在以往看来，一般污染来源主要是工业来源，因为工业企业较多的地区其污染表现的较为直白，较为容易使人们能察觉到污染源.然而工业污染并不是主要的，农业污染也占了相当大的一部分比重，在第一次全国污染源普查中，农业污染源所提供的COD、总氮、总磷分别占总污染源排放量的43.7%、57.2%和67.4%［2］.从数据来看，说农业污染已经成为了我国污染的主要来源也不为过，但农业污染源并不像大多数工业污染源一样以点源为主，而是以面源居多，使其污染点分散，再加上污染物排放方式较为隐蔽，因此不易引起关注.近年来，农业污染逐渐受到管理层的重视，在“十二五”规划中农业污染成为了减排指标中重点的目标，在《全国农业和农村经济发展第十二个五年规划》中明确指出：大力推进农业清洁生产，强化农业生态保护和农业面源污染治理，由此可见全面整理农业经济结构，推动农业污染治理技术发展的序幕已然拉开.

1.2 农业污染的性质及问题现状

农业污染按其生产类型主要分为三大污染，分别为种植业污染、水产养殖业污染、畜禽业污染.其中种植业污染的主要污染物为过量的氮和磷元素，其来源为种植业中农药以及化肥的使用.氮、磷元素的超标对土壤、地表水、地下水以及植物体都有相当大的影响，表现为土壤原本理化性质的改变，地表水富营养化和地下水及植物体内硝酸盐含量过等［3］；水产养殖业污染所影响的主要污染指标为COD、氮、磷以及水产物粪便、残留药物等，来源主要为人工投入的过量饲料和药物，以及水产品自身的排泄物，可造成水体的污染和水产品质量的下降［4］；畜禽养殖业所造成的污染主要污染物为大量的畜禽粪便的不合理排放以及养殖场散发出来的恶臭以及残留的药物，同时，一些沼气处理模式中所产生的沼液和沼渣处理利用不当，也成为了污染的一大组成部分.畜禽废水的不合理排放易造成水体的富营养化，而且大量废水的长时间存放很容易渗入地下水造成地下水污染，养殖场的恶臭也对周围居民的生活造成极大的影响［5］.对农业污染问题的处理同样需要系统性的规范，总体上包括监测、管理、治理三个大内容.但由于农业污染的特性使得治理工作的这三大块各有各的“苦衷”.

（1）监测方面，诸如前文提到农业污染源大多非点源，途径不确定，且分布不集中；污染物组成复杂，量化困难，一旦形成交叉排放，监测样品的处理工作将更艰难［6］；污染物受季节性影响较大.

（2）管理方面，由于其较隐蔽造成的关注度欠缺，使得少数地区仍然缺乏认知，相关政策不完善［7］；缺乏约束性的法规制约生产者，导致其造成的污染由周边地区承担而不是其自身，缺少减排动机；管理手段、力度不够强大［8］.

（3）治理方面，从规章体系来说，中国农业缺乏完善的标准，仅有《畜禽养殖业污染物排放标准（GB 18596-2001）》一个较为明确的执行标准；从技术层面来说，中国农业污水治理的相关技术还不成熟，依然停留在简单、粗放的处理阶段［9］.

由于种种原因使得环保工作在农业污染这一块有着相当大的阻力，然而这对于减排指标的完成来说却又有着积极的一面，因为空白面多就意味着潜力大，因此对于减排相关工作来说，农业治理所能提供的污染削减潜力相当巨大，对于农业污染治理技术的研究具有非常广阔的前景.

2 农业污染中畜禽业问题形势最为严峻

2.1 畜禽养殖污染现状

在所有农业污染源中，畜禽业带来的污染是最严重以及上升最快的.“十二五”农业污染减排规划将畜禽业污染减排列为了主要针对目标，在第一次全国污染源普查公告中显示，畜禽业造成的COD、总磷、总氮排放分别占农业总排放的96%、38%、56%［2］.近年来畜禽行业的发展得到了快速的提升，养殖集中度也逐渐提高，在《全国畜牧业发展第十二个五年规划（2011-2015年）》中写道：“至2015年全国畜禽规模化养殖比重提高10到15个百分点”，规模化养殖特点为规模数量大，生产经营集约、专业，由于其高投入高产出得到高收益的特点，我国畜牧产业发展终将趋向于规模化养殖［10］，然而畜禽业规模的增加导致牲畜粪便的增加，畜禽废物对环境的影响也越来越大.

2.2 畜禽养殖减排困难的原因

（1）以前小型养殖场盛行时，由于相关法律文件在对于猪500头以下，鸡30000羽以下，牛100头以下的养殖场未作明确规定［11］，因此一些小型养殖场长期处于放任状态，造成了一定污染.而养殖场规模化普及的时间还不长，虽然相比以前污染物处理更加集中化，但是对于大量、高污染负荷的污染物的处理依然有着各方面的欠缺，减排力度不够.

（2）养殖场主环保意识不足，减排投入较少.为了追求经济利益，大部分养殖场主将扩大规模，追求经济效益放在第一位，污染处理投入相对较少，因此在扩建、加建及改进处理设施方面，环保部门需要做出更大的努力［12］.

（3）地方政府管理不到位.其原因是由于对环境容量的忽视以及招商引资时对环保环节的估计不足，政府部门应协调环保与发展，在考虑经济效益的同时也应注重产业所带来的减排潜力.

3 奶牛养殖污染物排放特征

3.1 全国奶牛养殖污染排放情况

奶牛养殖业是当前畜禽污染排放量较大的一个点，一个存栏量5000头的规模化养牛场比相同规模下养猪场每年粪产生量要多34510吨，尿液产生量每年多14967吨，COD和氨氮产生量每年分别要多1108吨和116吨.据统计，一头牛每年所造成的污粪废水及恶臭污染相当于40人左右所造成的污染，截止2010年全球奶牛存栏量10.5亿头，排放的废物、废水、废气等同于420亿人排放的污染，因此规模化养牛场的废物在畜禽废物排放中占有很大的比重.近年来，受到政府的支持和民生经济水平上升的影响，我国奶业蓬勃发展，奶牛行业在2014年达到了产奶量3725万吨，增长了5.5%，同时奶牛养殖户中的散户以及小型养殖场逐渐被取缔，奶牛养殖趋向于规模化养殖方向发展［13］.奶牛养殖所带来的污粪也持续增加，2004年我国奶牛存栏数1063万头，2010年我国奶牛存栏数1250万头，截至2014年底，奶牛存栏数达到1460万头.按国家环保总局发布的产物系数来推算，2004年、2010年和2014年奶牛养殖业产生的粪量分别为7760万吨、9125万吨和10658万吨；尿液3880万吨、4563万吨和5329万吨；核算为COD总量205.90万吨、242.13万吨和282.80万吨；氨氮总量分别为26.79万吨、31.50万吨和36.79万吨，呈逐年增长趋势，且数量巨大［14］.随着中国奶牛养殖趋向于集约化与规模化，小型养殖场及散户终将被忽略，并且多数小户散户愿意以牛为资产加入到大型养殖场中，因此牛养殖业在未来将成为一大污染源排放口，如果没有系统的体系来管理，其对于周边环境的影响必然加重，给环保工作造成巨大阻力.

3.2 内蒙古奶牛养殖污染物的排放特征及其在处理中存在的问题

内蒙古草原广阔，草原总面积达8666.7万公顷，其中可利用面积占到总面积的78.5%，占全国草场总面积的四分之一，位列全国五大草原之首，具有得天独厚的草原条件，加上近几年该地区雨水较为充沛，为畜禽养殖业的发展提供了良好的条件.其中，奶牛的养殖量，随着乳制品价格的提升，大量的规模化奶牛养殖场日益增多，仅在呼和浩特市2012年奶牛的存栏数就达到了70万头左右，这是极其巨大的数字.随之而来的是奶牛养殖所产生的废物量居高不下，据测算呼和浩特市2012年畜禽污染物产生总量，粪污1589.64万吨、COD82.43万吨、总氮9.01万吨、氨氮0.43万吨、总磷1.58万吨［15］.根据相关养殖量与养殖结构分析结果表明，呼和浩特市养殖业排污最大的是奶牛养殖，占全市排污的比例高达90%.这么大且集中的污染物如果得不到合理有效的处理，对当地环境的危害将是致命的.通过进一步调研可知，内蒙古其它地区与呼和浩特地区的畜禽粪便排放特点相差不大，奶牛养殖是污染物排放的主要源头，因此如何选择有效的奶牛养殖污染处理模式，达到减排的目标，应引起人们足够的重视.

3.3 奶牛养殖污染物处理中存在的问题

2014-2015年通过对呼和浩特周边的众多奶牛养殖场的废物处理模式与工艺进行调研，对其处理效率进行监测，最后整合调研结果，笔者归纳出规模化奶牛养殖污染物处理中所存在的问题：

（1）行政监管力度不够.虽然多数散户已经趋向于加入规模化奶牛养殖场，一定程度上增加了污染物控制的集中度，但整体上仍然没能摆脱农业污染排放源排污所具有的分散性，且没能形成具体的管理制度体系，提升养殖户的减排积极性.

（2）废水治理工艺落后.牧场内奶牛粪便的处理过程一般都有固液分离装置，分离出的废渣用于堆肥，堆肥工艺目前已近较为成熟，然对于废水的处理过于简单，仅仅只是几个大的稳定塘串联而成，远远达不到处理废水的目标.

（3）沼液储运设施和利用技术落后.目前，奶牛养殖场粪污发酵制取沼气是另一种普遍采用的污染物处理方式，这种方式不仅可以有效的处理固体废物和废水，还能回收大量能源，是极为有效的处理方法.但是发酵后排出的沼渣和沼液，在很多的牧场并未有相关的设施来保证其得到合理的处理和利用.

（4）粪污处理模式简单.众多大型牧场对粪污进行了处理，但是模式极其单一，基本都达不到农业源污染减排认定模式的标准.

参考文献：

〔1〕改革杂志社专题研究部.中国“十二五”规划重要指标述评［J］.改革，2011（3）：5-16.

〔2〕石嫣，程存旺，朱艺，等.中国农业源污染防治的制度创新与组织创新——兼析 《第一次全国污染源普查公报》［J］.农业经济与管理，2011（2）：27-37.

〔3〕薛禹群，张幼宽.地下水污染防治在我国水体污染控制与治理中的双重意义［J］.环境科学学报，2009，29（3）：474-481.

〔4〕赵永宏，邓祥征，战金艳，等我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展 ［J］.环境科学与技术，2010，33（3）：92-98.

〔5〕张文魁.鱼塘养殖污染的原因及防治技术［J］.现代农业科技，2010（3）：357-359.

〔6〕常玉海，程波，袁志华.规模化畜禽养殖场环境影响评价与实例研究 ［J］.农业环境科学学报，2007，26（B03）：313-318.

〔7〕罗小勇.农药残留及其对策［J］.中国农学通报，2009，25（18）：344-347.

〔8〕黎霆，杨良敏，胡仙芝.农业污染的现状、规律及治理思路——基于“十二五”规划及农业经济结构调整的研究［J］.农业经济，2012（11）：9-11.

〔9〕梁流涛，曲福田，冯淑怡.基于环境污染约束视角的农业技术效率测度 ［J］.自然资源学报，2012 （09）：1580-1589.

〔10〕常维娜，周慧平.农业污染减排指标体系初步构建［J］.生态与农村环境学报，2012（4）：456-461.

〔11〕贾立敏.农村生活、畜禽养殖业污水污染治理技术工程应用分析［C］.农村生活污水及畜禽养殖业水污染防治技术高级研修班论文集，2013.37-56.

〔12〕田太平，邵莲花.规模养殖是我国畜牧业发展的方向［J］.山西农业科学，1996（1）：40-41.

〔13〕陈以礼.关于畜禽养殖污染减排的思考［J］.污染防治技术，2012（1）：62-64.

〔14〕李胜利，曹志军，刘玉满，等.2014年中国奶业回顾与展望［J］.中国畜牧杂志，2015，51（2）：22-28.

〔15〕刘娜.区域畜禽养殖污染特征及治理模式分析研究——以呼和浩特市为例［D］.内蒙古大学，2015.

中图分类号：X508；X713

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2016）06-0035-03

收稿日期：2016-03-24

基金项目：内蒙古重大专项“北方地区畜禽养殖污染综合防治技术开发与集成示范研究”（2014-2016）