河南省畜禽養殖污染狀況的評價

廖詩英　李玉芳

摘要：通過1990—2011年期間河南省畜禽養殖業糞便排放量（估計值）的變化以及耕地負荷、流失量等參數評價了河南省畜禽養殖糞便污染狀況。結果表明，2011年河南省畜禽糞便產生量為26 695.4萬t，是1990年的2.1倍，畜禽糞便耕地負荷、氮耕地負荷和磷耕地負荷分別為37.1 t/hm2、180.8 kg/hm2和52.2 kg/hm2，已明顯超過耕地的承載能力。畜禽糞便的氮流失量為23.2萬t，分別是同期工業廢水和生活污水氮排放量的16.7、3.2倍，已成為河南省流域水體富營養化的主要原因，其貢獻已大大超過工業廢水和生活污水。說明河南省養殖業污染風險正在不斷加大。

關鍵詞：畜禽糞便；耕地負荷；氮流失量；環境污染

中圖分類號：X713文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）01-0334-03

收稿日期：2013-06-10

基金項目：河南省科技攻關（編號：132102110182）。

作者簡介：廖詩英（1971—），男，副教授，主要從事畜牧獸醫教學與研究。Tel：（0396）2853022；E-mail：liaoshi71@163.com。改革開放以來，中國養殖業發展迅速，主要畜產品產量持續快速增長，畜牧業已成為我國農村經濟的支柱產業，在保障城鄉畜禽產品供應、促進農民增收方面發揮了重要作用。至2010年底，我國畜牧業總產值突破20 000億元大關，占農業總產值的比重達到30.0%；規?；B殖水平顯著提升，全國生豬、蛋雞和奶牛規模養殖比例分別為65%、79%、47%，比1999年高41%、42%、32%[1-2]。隨著養殖數量和規?；潭鹊牟粩嗵岣?，中國畜禽養殖污染風險正不斷擴大。環保部和農業部最新公布的數據顯示[3]，2010年全國畜禽養殖業的化學需氧量和銨態氮排放量分別達到1 184萬、65萬t，占全國排放總量的比例分別為45%、25%，占農業源的95%、79%，畜禽養殖業化學需氧量排放量分別為當年工業源、生活源排放量的3.23、1.18倍，規?；笄蒺B殖污染已成為最主要的農業污染源。由于畜禽廢棄物具有產生量大、污染范圍廣和環境污染嚴重等特點，畜禽養殖污染已經成為中國環境污染的重要因素源[4-8]。河南是我國重要的畜牧大省，主要畜禽品種在全國占有十分重要的地位。隨著畜牧業集約化程度的不斷提高，河南省畜禽養殖污染也日益加劇，大量糞便和污水任意排放到養殖場周圍環境中，對養殖場及周圍的大氣、水體、土壤等產生了嚴重的危害，造成了嚴重的環境問題。筆者通過1990—2011年河南省畜禽養殖業糞便排放量（估計值）變化以及耕地負荷、流失量等參數對河南省畜禽養殖污染狀況進行了評價，為河南省畜禽養殖業規劃布局以及污染治理提供決策依據。

1研究對象與方法

1.1研究對象

以1990—2011年河南省主要畜禽存出欄數作為基礎數據[9]，估算河南省畜禽糞便排放量及污染負荷。

1.2研究方法

1.2.1河南省畜禽糞便排放總量的估算

Q=∑Ni×Ti×Ki（1）

式中：Q為年度糞便產生量（萬t）；Ni為各類畜禽飼養量[萬頭（只或羽）]；Ti為飼養期（d）；Ki為各類畜禽糞便排泄系數，{kg/[頭（只或羽）·d]}。

1.2.1.1畜禽飼養期的確定在估算各類畜禽飼養期時，存欄數的飼養期按全年365 d計算。不同畜禽種類出欄數的飼養期參考國內外資料[10]確定，生豬平均飼養期一般為160 d，肉牛平均飼養期為160 d，肉羊平均飼養期為150 d，肉兔平均飼養期為90 d，肉禽飼養周期平均為50 d。

1.2.1.2畜禽糞便排泄系數的確定畜禽的糞便排泄系數與畜禽種類、性別、生長期、飼料、天氣等諸多因素有關，我國目前尚無統一的國家標準。本研究在參考國家環?？偩株P于畜禽養殖業污染物產生系數核算[11]的基礎上，征詢畜牧和環保專家的意見，確定河南省各類畜禽的糞便排泄系數K（表1）。表1河南省各類畜禽的糞便排泄系數統計情況

排泄物1各類畜禽的糞便排泄系數牛[kg/（頭·d）]1豬[kg/（頭·d）]1羊[kg/（只·d）]1兔[kg/（只·d）]1家禽[kg/（羽·d）]糞 114.012.011.210.1510.12尿13.2213.310.6210.251

1.2.2河南省年度畜禽糞便養分產生總量的估算畜禽糞便中含有大量的N、P、K等營養元素，是營養豐富的有機肥源。由于畜禽糞便的養分含量沒有統一的估算標準，所以河南規?；B殖場的采樣分析試驗參考國家環?？偩治募拖嚓P研究資料[12]，確定畜禽糞便中的養分含量（表2），以估算河南省年度畜禽糞便養分產生總量，其計算公式為：

M=∑Q i×Fi（2）

式中：M為年度畜禽糞便養分產生總量（萬t）；Qi為各類畜禽糞便產生量（萬t）；Fi為單位質量畜禽糞便的養分含量（%）。

2結果與分析

2.1河南省畜禽養殖業發展情況

近20年來，隨著農村產業結構的不斷調整，河南省畜禽養殖業得到了迅猛發展。據統計，2011年河南省肉、蛋、奶總產量分別為660萬、400萬、320萬t，全省畜牧業總產值已突破2 000億元大關，居全國前列，畜牧業產值占農業總產值的比重達40%。由表3可以看出，1990—2011年河南省主要畜禽存欄數總體呈不斷上升的趨勢，2010年的生豬、羊、家兔和家禽的存欄數分別是1990年的2.6、1.5、2.2、3.1倍；而2010年的生豬、牛、羊、家兔和家禽的出欄數分別是1990年的46、3.3、2.5、6.2、4.2倍。表3河南省主要畜禽存出欄數變化

1990—2011年期間，河南省畜禽養殖業生產方式轉變明顯加快，規?；?、標準化、集約化養殖發展迅速。據2010年的統計資料可知，出欄1 000頭以上生豬的豬場達到9 738個，其中出欄10 000頭以上的豬場370個；出欄10萬羽以上的肉雞場454個，存欄10 000羽以上的蛋雞場5 679個；存欄200頭以上的奶牛場604個。生豬、肉雞、蛋雞、奶牛規模飼養比重分別達到58%、96%、68%、80%。endprint

2.2河南省畜禽糞便產生情況

根據公式（1）計算出1990—2011年河南省畜禽糞便產生總量，結果見表4。

從表4可以看出，隨著河南省養殖業的迅猛發展，河南省年畜禽糞便產生量也在迅速增長。1990年河南省的畜禽糞便產生量為12 748.3萬t，而到了2000年就達到了 26 254.9萬t，翻了1番，此后的10年間基本維持在26 000萬～27 000萬t之間。在各種畜禽糞便中增長最快的是家禽糞便，由1990年的992.3萬t增長到2011年的3 364.4萬t，增長了2.4倍。2011年河南省畜禽糞便產生量中各種畜禽貢獻量依次為：豬13 385.0萬t，占總量的50.1%；牛7 504.0萬t，占總量的281%；家禽3 364.4萬t，占總量的12.6%；羊1 798.6萬t，占總量的6.7%；兔643.4萬t，占總量的2.4%。目前，河南省豬糞便的產生量已超過全省畜禽糞便產生量的一半，所以在環保治理中，應將其作為重中之重。

2.3河南省畜禽糞便對環境的影響

2.3.1河南省畜禽養殖業的養分產生量及其耕地負荷量根據公式（2）計算出河南省畜禽養殖業產生的養分總量及其耕地負荷量，結果見表5。

從表5可以看出，河南省畜禽糞便中的氮、磷、鉀養分總量隨著畜禽飼養量的增加而增加，到2011年時已分別達到了130.2萬、37.6萬、99.6萬t，是1990年的2.1、2.4、2.0倍。河南省2011年化肥施用總量折純為596.8萬t，居全國第1位，其中氮肥216.2萬t、磷肥106.6萬t、鉀肥55.7萬t[5]。如果將2011年河南省畜禽糞便中的養分全部施入農田，其氮、磷含量分別相當于同年施用化肥量的60.2%、35.3%。畜禽糞便中這些豐富的養分資源如果能夠得到合理利用，不僅可以減少化肥投入量，而且可以緩解河南省鉀肥資源不足的問題。但是畜禽糞便如不經妥善處理直接排放到環境中，勢必會造成水體、土壤和空氣污染。

目前，對于畜禽糞便處理的主要出路仍然是作為肥料還田，許多畜牧業發達國家一般也是采用種養結合的模式，將農田作為畜禽糞便的負載場所，用充足的土地來消納畜禽糞便表5河南省畜禽糞便中養分總量及其耕地負荷情況

中的養分。因此，耕地畜禽糞便負荷量這一指標可以直接反映該地區耕地消納畜禽糞便的能力，而單位面積耕地土壤的氮、磷養分負荷反映了畜禽糞便對耕地土壤的污染風險。從表5可以看出，1990年河南省畜禽糞便耕地負荷、氮耕地負荷和磷耕地負荷分別為18.5 t/hm2、90.2 kg/hm2和 22.5 kg/hm2，而到了2000年已分別達到了38.2 t/hm2、190.2 kg/hm2 和48.0 kg/hm2，增長了1倍左右，此后的10年便一直維持在較高水平，不曾下降過。

雖然我國還沒有設定單位面積耕地土壤的畜禽糞便以及氮、磷養分的限量標準，但多數學者認為耕地能夠負荷的畜禽糞便量約為30 t/hm2[13]，糞肥年施氮量的限量標準為 170 kg/hm2，年施磷量的限量標準為35 kg/hm2[14]。從表5還可以看出，2011年河南省畜禽糞便耕地負荷已達到或超過這些限量標準，而考慮到規?；B殖場糞便產生量的集中性，河南省規?；笄蒺B殖場周圍土地的糞便負荷已明顯超過其承載能力。

2.3.2河南省畜禽糞便及其氮、磷、鉀養分流失量畜禽糞便在堆放及清糞沖洗過程中極易進入到水體中，而且河南省許多養殖場建在河流邊上，畜禽糞便不經處理直接被排放到河流中。隨著河南省規?；B殖場的不斷發展，畜禽糞便隨水流失量也在不斷增大。據研究，中國畜禽糞便進入水體的流失率保持在2%～8%的水平上，而液體排泄物則可能達到50%[15]?？紤]到河南省氣候、降水以及糞便管理模式等特點，糞便流失量取8%，尿以50%估算出河南省畜禽糞便及養分年流失量（表6）。

從表6可以看出，河南省養殖業年糞便流失量從1990年的670.2萬t增長到2011年的1 275.5萬t，增長0.9倍左右；而年尿液流失量也由1990年的2 185.5萬t增長到2011年的5 376.0萬t，增長了1.5倍。由此帶來的畜禽糞便中氮、磷、鉀流失量分別從1990年的11.6萬、1.6萬、13.4萬t增長到2011年的23.2萬、4.0萬、24.2萬t。

畜禽糞便中高濃度的氮、磷養分通過徑流、滲漏等途徑進入水體，不僅造成資源浪費，而且會導致水體富營養化，是農業面源污染的主要來源之一。根據河南省統計年鑒的數據[9]可知，2011年河南省工業廢水中的銨態氮排放量為139萬t，生活污水中銨態氮排放量為7.25萬t。因此，2011年河南省畜禽養殖業的氮流失量分別是同期工業廢水和生活污水氮排放量的16.7、3.2倍，已成為河南省流域水體富營養化的主要原因，其貢獻已大大超過工業廢水和生活污水。

3結論

過去20年間，河南省畜牧業發展迅猛，畜禽糞便產生量也在迅速增長。2011年河南省畜禽糞便產生量為 26 695.4萬t，是1990年的2.1倍，折算成氮130.2萬t、磷37.6萬t和鉀99.6萬t。不同畜禽中，以豬的糞便產生量最高，占總量的50.1%；其他依次為牛28.1%、家禽12.6%、羊6.7%、兔2.4%。目前，河南省畜禽糞便的污染中，豬糞便的產生量已超過全省畜禽糞便排放總量的一半，所以在環保治理中，應將其作為重中之重。

河南省養殖業污染風險正不斷加大。1990年河南省畜禽糞便耕地負荷、氮耕地負荷和磷耕地負荷分別為 18.5 t/hm2、90.2 kg/hm2和22.5 kg/hm2；而到了2011年已分別達到了37.1 t/hm2、180.8 kg/hm2和52.2 kg/hm2，明顯超過耕地的承載能力，存在較嚴重的土壤和水體污染。同時，河南省畜禽糞便中氮、磷、鉀流失量分別從1990年的 116萬、1.6萬、13.4萬t增長到2011年的23.2萬、4.0萬、24.2萬t。2011年河南省畜禽養殖業的氮排放量分別是同期工業廢水和生活污水氮排放量的16.7、3.2倍，已成為河南省流域水體富營養化的主要原因，其貢獻大大超過工業廢水和生活污水。endprint

在傳統的家庭畜禽養殖中，畜禽糞便可以作為有機肥料及時使用，一般不會產生嚴重的環境污染。但是，規?；笄蒺B殖的情況完全不同，由于農牧脫節嚴重，畜禽糞便產生量大、過于集中，不可能完全實現合理的直接還田利用，如果處理不當，就會造成環境污染。2005年以后，隨著畜牧業生產方式的快速轉變，河南省畜禽養殖的規?；潭炔粩嗵岣?，畜

禽養殖業污染風險勢必會隨之不斷加大。因此，河南省應采取積極有效的措施來防治畜禽養殖業的污染。

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在傳統的家庭畜禽養殖中，畜禽糞便可以作為有機肥料及時使用，一般不會產生嚴重的環境污染。但是，規?；笄蒺B殖的情況完全不同，由于農牧脫節嚴重，畜禽糞便產生量大、過于集中，不可能完全實現合理的直接還田利用，如果處理不當，就會造成環境污染。2005年以后，隨著畜牧業生產方式的快速轉變，河南省畜禽養殖的規?；潭炔粩嗵岣?，畜

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