農(nóng)業(yè)污染控制與奶牛養(yǎng)殖污染物的排放與處理

呂 通，倪 茹，許繼飛，張樹禮，趙 吉（.內(nèi)蒙古大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 000；.內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境在線監(jiān)控中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 00090）

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農(nóng)業(yè)污染控制與奶牛養(yǎng)殖污染物的排放與處理

呂 通1，倪 茹1，許繼飛1，張樹禮2，趙 吉1
（1.內(nèi)蒙古大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010021；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境在線監(jiān)控中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010090）

摘 要：規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖污染控制是農(nóng)業(yè)源污染減排的重要組成部分.本文從農(nóng)業(yè)源和畜禽養(yǎng)殖污染的現(xiàn)狀和特點(diǎn)出發(fā)，分析了奶牛養(yǎng)殖污染物排放的特征，重點(diǎn)闡述了內(nèi)蒙古奶牛養(yǎng)殖的特征以及污染物處理中存在的問題，可為提高畜牧養(yǎng)殖污染治理水平，完成農(nóng)業(yè)源污染減排要求提供參考.

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)源污染；奶牛養(yǎng)殖；污染物排放；污染物處理；存在問題

對于污染物排放的限制，國家在很早就有過相關(guān)規(guī)定，但將污染物排放量在時間和空間上進(jìn)行量化統(tǒng)計，即總量控制，還得追溯到“九五”時期.“九五”時期第一次有了總量控制的相關(guān)規(guī)定.總量控制是指一定時間或空間內(nèi)，對于某一定污染物實(shí)行規(guī)定，控制其排放總量.總量控制在“九五”規(guī)劃中被納入基本政策，作為一種制度，并對12種主要污染物實(shí)行控制.“十五”綱要中規(guī)定“城鄉(xiāng)環(huán)境質(zhì)量得到改善，主要污染物排放量比2000年減少百分之十.“十一五”中繼續(xù)要求主要污染物比上一時期減少百分之十，并且森林覆蓋率達(dá)到百分之二十.直到如今“十二五”規(guī)劃中將氨氮作為主要污染物監(jiān)測指標(biāo)寫入綱要［1］.在現(xiàn)行的“十二五”規(guī)劃中，主要對以下五個項目進(jìn)行要求：（1）對城市污水處理設(shè)施的管網(wǎng)系統(tǒng)、現(xiàn)有工藝的改進(jìn)和污泥處置進(jìn)行要求；（2）對造紙業(yè)、印染業(yè)、食品業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)等行業(yè)加大處理及進(jìn)行改造；（3）推進(jìn)脫硫脫硝工程；（4）重點(diǎn)整治農(nóng)業(yè)污染源；（5）對機(jī)動車污染排放進(jìn)行控制.

1 農(nóng)業(yè)源污染的現(xiàn)狀分析

1.1 農(nóng)業(yè)污染嚴(yán)重并且逐漸受到重視

在以往看來，一般污染來源主要是工業(yè)來源，因?yàn)楣I(yè)企業(yè)較多的地區(qū)其污染表現(xiàn)的較為直白，較為容易使人們能察覺到污染源.然而工業(yè)污染并不是主要的，農(nóng)業(yè)污染也占了相當(dāng)大的一部分比重，在第一次全國污染源普查中，農(nóng)業(yè)污染源所提供的COD、總氮、總磷分別占總污染源排放量的43.7%、57.2%和67.4%［2］.從數(shù)據(jù)來看，說農(nóng)業(yè)污染已經(jīng)成為了我國污染的主要來源也不為過，但農(nóng)業(yè)污染源并不像大多數(shù)工業(yè)污染源一樣以點(diǎn)源為主，而是以面源居多，使其污染點(diǎn)分散，再加上污染物排放方式較為隱蔽，因此不易引起關(guān)注.近年來，農(nóng)業(yè)污染逐漸受到管理層的重視，在“十二五”規(guī)劃中農(nóng)業(yè)污染成為了減排指標(biāo)中重點(diǎn)的目標(biāo)，在《全國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》中明確指出：大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)和農(nóng)業(yè)面源污染治理，由此可見全面整理農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，推動農(nóng)業(yè)污染治理技術(shù)發(fā)展的序幕已然拉開.

1.2 農(nóng)業(yè)污染的性質(zhì)及問題現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)污染按其生產(chǎn)類型主要分為三大污染，分別為種植業(yè)污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染、畜禽業(yè)污染.其中種植業(yè)污染的主要污染物為過量的氮和磷元素，其來源為種植業(yè)中農(nóng)藥以及化肥的使用.氮、磷元素的超標(biāo)對土壤、地表水、地下水以及植物體都有相當(dāng)大的影響，表現(xiàn)為土壤原本理化性質(zhì)的改變，地表水富營養(yǎng)化和地下水及植物體內(nèi)硝酸鹽含量過等［3］；水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染所影響的主要污染指標(biāo)為COD、氮、磷以及水產(chǎn)物糞便、殘留藥物等，來源主要為人工投入的過量飼料和藥物，以及水產(chǎn)品自身的排泄物，可造成水體的污染和水產(chǎn)品質(zhì)量的下降［4］；畜禽養(yǎng)殖業(yè)所造成的污染主要污染物為大量的畜禽糞便的不合理排放以及養(yǎng)殖場散發(fā)出來的惡臭以及殘留的藥物，同時，一些沼氣處理模式中所產(chǎn)生的沼液和沼渣處理利用不當(dāng)，也成為了污染的一大組成部分.畜禽廢水的不合理排放易造成水體的富營養(yǎng)化，而且大量廢水的長時間存放很容易滲入地下水造成地下水污染，養(yǎng)殖場的惡臭也對周圍居民的生活造成極大的影響［5］.對農(nóng)業(yè)污染問題的處理同樣需要系統(tǒng)性的規(guī)范，總體上包括監(jiān)測、管理、治理三個大內(nèi)容.但由于農(nóng)業(yè)污染的特性使得治理工作的這三大塊各有各的“苦衷”.

（1）監(jiān)測方面，諸如前文提到農(nóng)業(yè)污染源大多非點(diǎn)源，途徑不確定，且分布不集中；污染物組成復(fù)雜，量化困難，一旦形成交叉排放，監(jiān)測樣品的處理工作將更艱難［6］；污染物受季節(jié)性影響較大.

（2）管理方面，由于其較隱蔽造成的關(guān)注度欠缺，使得少數(shù)地區(qū)仍然缺乏認(rèn)知，相關(guān)政策不完善［7］；缺乏約束性的法規(guī)制約生產(chǎn)者，導(dǎo)致其造成的污染由周邊地區(qū)承擔(dān)而不是其自身，缺少減排動機(jī)；管理手段、力度不夠強(qiáng)大［8］.

（3）治理方面，從規(guī)章體系來說，中國農(nóng)業(yè)缺乏完善的標(biāo)準(zhǔn)，僅有《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18596-2001）》一個較為明確的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；從技術(shù)層面來說，中國農(nóng)業(yè)污水治理的相關(guān)技術(shù)還不成熟，依然停留在簡單、粗放的處理階段［9］.

由于種種原因使得環(huán)保工作在農(nóng)業(yè)污染這一塊有著相當(dāng)大的阻力，然而這對于減排指標(biāo)的完成來說卻又有著積極的一面，因?yàn)榭瞻酌娑嗑鸵馕吨鴿摿Υ?，因此對于減排相關(guān)工作來說，農(nóng)業(yè)治理所能提供的污染削減潛力相當(dāng)巨大，對于農(nóng)業(yè)污染治理技術(shù)的研究具有非常廣闊的前景.

2 農(nóng)業(yè)污染中畜禽業(yè)問題形勢最為嚴(yán)峻

2.1 畜禽養(yǎng)殖污染現(xiàn)狀

在所有農(nóng)業(yè)污染源中，畜禽業(yè)帶來的污染是最嚴(yán)重以及上升最快的.“十二五”農(nóng)業(yè)污染減排規(guī)劃將畜禽業(yè)污染減排列為了主要針對目標(biāo)，在第一次全國污染源普查公告中顯示，畜禽業(yè)造成的COD、總磷、總氮排放分別占農(nóng)業(yè)總排放的96%、38%、56%［2］.近年來畜禽行業(yè)的發(fā)展得到了快速的提升，養(yǎng)殖集中度也逐漸提高，在《全國畜牧業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃（2011-2015年）》中寫道：“至2015年全國畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖比重提高10到15個百分點(diǎn)”，規(guī)?；B(yǎng)殖特點(diǎn)為規(guī)模數(shù)量大，生產(chǎn)經(jīng)營集約、專業(yè)，由于其高投入高產(chǎn)出得到高收益的特點(diǎn)，我國畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展終將趨向于規(guī)?；B(yǎng)殖［10］，然而畜禽業(yè)規(guī)模的增加導(dǎo)致牲畜糞便的增加，畜禽廢物對環(huán)境的影響也越來越大.

2.2 畜禽養(yǎng)殖減排困難的原因

（1）以前小型養(yǎng)殖場盛行時，由于相關(guān)法律文件在對于豬500頭以下，雞30000羽以下，牛100頭以下的養(yǎng)殖場未作明確規(guī)定［11］，因此一些小型養(yǎng)殖場長期處于放任狀態(tài)，造成了一定污染.而養(yǎng)殖場規(guī)模化普及的時間還不長，雖然相比以前污染物處理更加集中化，但是對于大量、高污染負(fù)荷的污染物的處理依然有著各方面的欠缺，減排力度不夠.

（2）養(yǎng)殖場主環(huán)保意識不足，減排投入較少.為了追求經(jīng)濟(jì)利益，大部分養(yǎng)殖場主將擴(kuò)大規(guī)模，追求經(jīng)濟(jì)效益放在第一位，污染處理投入相對較少，因此在擴(kuò)建、加建及改進(jìn)處理設(shè)施方面，環(huán)保部門需要做出更大的努力［12］.

（3）地方政府管理不到位.其原因是由于對環(huán)境容量的忽視以及招商引資時對環(huán)保環(huán)節(jié)的估計不足，政府部門應(yīng)協(xié)調(diào)環(huán)保與發(fā)展，在考慮經(jīng)濟(jì)效益的同時也應(yīng)注重產(chǎn)業(yè)所帶來的減排潛力.

3 奶牛養(yǎng)殖污染物排放特征

3.1 全國奶牛養(yǎng)殖污染排放情況

奶牛養(yǎng)殖業(yè)是當(dāng)前畜禽污染排放量較大的一個點(diǎn)，一個存欄量5000頭的規(guī)?；B(yǎng)牛場比相同規(guī)模下養(yǎng)豬場每年糞產(chǎn)生量要多34510噸，尿液產(chǎn)生量每年多14967噸，COD和氨氮產(chǎn)生量每年分別要多1108噸和116噸.據(jù)統(tǒng)計，一頭牛每年所造成的污糞廢水及惡臭污染相當(dāng)于40人左右所造成的污染，截止2010年全球奶牛存欄量10.5億頭，排放的廢物、廢水、廢氣等同于420億人排放的污染，因此規(guī)模化養(yǎng)牛場的廢物在畜禽廢物排放中占有很大的比重.近年來，受到政府的支持和民生經(jīng)濟(jì)水平上升的影響，我國奶業(yè)蓬勃發(fā)展，奶牛行業(yè)在2014年達(dá)到了產(chǎn)奶量3725萬噸，增長了5.5%，同時奶牛養(yǎng)殖戶中的散戶以及小型養(yǎng)殖場逐漸被取締，奶牛養(yǎng)殖趨向于規(guī)?；B(yǎng)殖方向發(fā)展［13］.奶牛養(yǎng)殖所帶來的污糞也持續(xù)增加，2004年我國奶牛存欄數(shù)1063萬頭，2010年我國奶牛存欄數(shù)1250萬頭，截至2014年底，奶牛存欄數(shù)達(dá)到1460萬頭.按國家環(huán)保總局發(fā)布的產(chǎn)物系數(shù)來推算，2004年、2010年和2014年奶牛養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞量分別為7760萬噸、9125萬噸和10658萬噸；尿液3880萬噸、4563萬噸和5329萬噸；核算為COD總量205.90萬噸、242.13萬噸和282.80萬噸；氨氮總量分別為26.79萬噸、31.50萬噸和36.79萬噸，呈逐年增長趨勢，且數(shù)量巨大［14］.隨著中國奶牛養(yǎng)殖趨向于集約化與規(guī)?；⌒宛B(yǎng)殖場及散戶終將被忽略，并且多數(shù)小戶散戶愿意以牛為資產(chǎn)加入到大型養(yǎng)殖場中，因此牛養(yǎng)殖業(yè)在未來將成為一大污染源排放口，如果沒有系統(tǒng)的體系來管理，其對于周邊環(huán)境的影響必然加重，給環(huán)保工作造成巨大阻力.

3.2 內(nèi)蒙古奶牛養(yǎng)殖污染物的排放特征及其在處理中存在的問題

內(nèi)蒙古草原廣闊，草原總面積達(dá)8666.7萬公頃，其中可利用面積占到總面積的78.5%，占全國草場總面積的四分之一，位列全國五大草原之首，具有得天獨(dú)厚的草原條件，加上近幾年該地區(qū)雨水較為充沛，為畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件.其中，奶牛的養(yǎng)殖量，隨著乳制品價格的提升，大量的規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖場日益增多，僅在呼和浩特市2012年奶牛的存欄數(shù)就達(dá)到了70萬頭左右，這是極其巨大的數(shù)字.隨之而來的是奶牛養(yǎng)殖所產(chǎn)生的廢物量居高不下，據(jù)測算呼和浩特市2012年畜禽污染物產(chǎn)生總量，糞污1589.64萬噸、COD82.43萬噸、總氮9.01萬噸、氨氮0.43萬噸、總磷1.58萬噸［15］.根據(jù)相關(guān)養(yǎng)殖量與養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，呼和浩特市養(yǎng)殖業(yè)排污最大的是奶牛養(yǎng)殖，占全市排污的比例高達(dá)90%.這么大且集中的污染物如果得不到合理有效的處理，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的危害將是致命的.通過進(jìn)一步調(diào)研可知，內(nèi)蒙古其它地區(qū)與呼和浩特地區(qū)的畜禽糞便排放特點(diǎn)相差不大，奶牛養(yǎng)殖是污染物排放的主要源頭，因此如何選擇有效的奶牛養(yǎng)殖污染處理模式，達(dá)到減排的目標(biāo)，應(yīng)引起人們足夠的重視.

3.3 奶牛養(yǎng)殖污染物處理中存在的問題

2014-2015年通過對呼和浩特周邊的眾多奶牛養(yǎng)殖場的廢物處理模式與工藝進(jìn)行調(diào)研，對其處理效率進(jìn)行監(jiān)測，最后整合調(diào)研結(jié)果，筆者歸納出規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖污染物處理中所存在的問題：

（1）行政監(jiān)管力度不夠.雖然多數(shù)散戶已經(jīng)趨向于加入規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場，一定程度上增加了污染物控制的集中度，但整體上仍然沒能擺脫農(nóng)業(yè)污染排放源排污所具有的分散性，且沒能形成具體的管理制度體系，提升養(yǎng)殖戶的減排積極性.

（2）廢水治理工藝落后.牧場內(nèi)奶牛糞便的處理過程一般都有固液分離裝置，分離出的廢渣用于堆肥，堆肥工藝目前已近較為成熟，然對于廢水的處理過于簡單，僅僅只是幾個大的穩(wěn)定塘串聯(lián)而成，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到處理廢水的目標(biāo).

（3）沼液儲運(yùn)設(shè)施和利用技術(shù)落后.目前，奶牛養(yǎng)殖場糞污發(fā)酵制取沼氣是另一種普遍采用的污染物處理方式，這種方式不僅可以有效的處理固體廢物和廢水，還能回收大量能源，是極為有效的處理方法.但是發(fā)酵后排出的沼渣和沼液，在很多的牧場并未有相關(guān)的設(shè)施來保證其得到合理的處理和利用.

（4）糞污處理模式簡單.眾多大型牧場對糞污進(jìn)行了處理，但是模式極其單一，基本都達(dá)不到農(nóng)業(yè)源污染減排認(rèn)定模式的標(biāo)準(zhǔn).

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中圖分類號：X508；X713

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-260X（2016）06-0035-03

收稿日期：2016-03-24

基金項目：內(nèi)蒙古重大專項“北方地區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染綜合防治技術(shù)開發(fā)與集成示范研究”（2014-2016）