南方河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染風(fēng)險(xiǎn)及防控途徑

鄒志剛 張浩 曾馥平 張芳

[摘要]針對(duì)我國(guó)南方河網(wǎng)地區(qū)水質(zhì)總體質(zhì)量不高的現(xiàn)狀，分析了養(yǎng)殖廢棄物對(duì)土壤和水體造成的風(fēng)險(xiǎn)，從養(yǎng)殖場(chǎng)的科學(xué)管理、養(yǎng)殖廢棄物生態(tài)處理和循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式構(gòu)建三個(gè)方面提出了污染廢棄物的風(fēng)險(xiǎn)防控途徑，可為南方河網(wǎng)農(nóng)村畜禽清潔養(yǎng)殖和區(qū)域水環(huán)境管理提供決策參考。

[關(guān)鍵詞]畜禽養(yǎng)殖;南方河網(wǎng);人工濕地;風(fēng)險(xiǎn)防控;清潔生產(chǎn)

[中圖分類(lèi)號(hào)]TV85[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

位于我國(guó)秦嶺淮河以南的河流中下游平原屬于南方河網(wǎng)地區(qū)，該區(qū)域在季節(jié)性季風(fēng)的支配下，氣候溫潤(rùn)、降雨量大，大小不同的水系發(fā)達(dá)，河湖分布密集。同時(shí)，南方河網(wǎng)地區(qū)人口密度大、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。隨著近年來(lái)農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，有些未經(jīng)處理達(dá)標(biāo)的養(yǎng)殖污水的大量排放，導(dǎo)致胡泊、水庫(kù)、池塘出現(xiàn)了不同程度的水體富營(yíng)養(yǎng)或嚴(yán)重污染的現(xiàn)象。而且，建設(shè)用地的急劇增加使得河道堵塞、河湖連通性差、水體不流動(dòng)，加劇了水質(zhì)惡化，并造成了區(qū)域性水質(zhì)性缺水。以珠江流域?yàn)槔?，隨著廣東經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，超過(guò)60%的污水來(lái)自以廣州為中心的珠三角區(qū)域，日益嚴(yán)重的水質(zhì)污染已經(jīng)嚴(yán)重制約了該區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展?；诖耍疚膶?duì)我國(guó)南方河網(wǎng)農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖造成的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并提出污染防控的措施，為該區(qū)域的水環(huán)境改善、畜禽清潔養(yǎng)殖及“美麗鄉(xiāng)村”建設(shè)提供參考。

1 農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染風(fēng)險(xiǎn)

畜禽養(yǎng)殖業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)大小受養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖模式、排污措施及當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境特點(diǎn)等因素影響，其主要包括養(yǎng)殖廢棄物對(duì)土壤的污染和養(yǎng)殖廢水對(duì)水體的污染兩個(gè)方面。土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)主要通過(guò)過(guò)量使用養(yǎng)殖廢棄物產(chǎn)生，當(dāng)施用量超過(guò)農(nóng)田的最大承載量后，便會(huì)引發(fā)土壤污染。其中，畜禽糞便中大量的鹽離子（鉀和鈉）通過(guò)破壞土壤結(jié)構(gòu)并降低土壤的滲透性，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)不良和土壤次生鹽漬化。例如，按中高施肥水平施用純有機(jī)肥后2至8年后，土壤可達(dá)到輕度以上鹽漬化程度。畜禽糞便中大量的氮、磷進(jìn)入土壤后轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和磷酸鹽，會(huì)降低作物產(chǎn)量，增加蔬菜硝酸鹽含量，影響人體的健康;而且土壤表面過(guò)量的磷會(huì)結(jié)合鈣、銅、鋁和其他元素，導(dǎo)致土壤板結(jié)并影響植物的生長(zhǎng)。

規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理設(shè)施出現(xiàn)故障或人為的因素，造成廢水未經(jīng)處理直接排放，數(shù)量較大的廢水及其中較高濃度的氮磷和有機(jī)物含量易造成附近的水體污染嚴(yán)重。目前很多飲用水源段（水庫(kù)、河流）附近均分布有村莊，村莊內(nèi)一般會(huì)有一定數(shù)量的畜禽散養(yǎng)戶(hù)。由于畜禽散養(yǎng)戶(hù)的飼養(yǎng)管理、污染治理水平普遍較為落后，環(huán)保意識(shí)也較差，很容易出現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢水直接排入河流、水庫(kù)的現(xiàn)象，造成飲用水源水質(zhì)變差和富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)飲用水源造成潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)。主要包括以下五個(gè)方面：①畜禽養(yǎng)殖污水的硝酸鹽和氨氮滲透到地下水中，導(dǎo)致硝態(tài)氮升高引起水質(zhì)惡化。此外，地下水中的氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽時(shí)，也會(huì)加劇地下水污染程度;②養(yǎng)殖污水中的高濃度磷在作物難以完全吸收的情況下，多次灌溉可能增加磷的活性并淋溶到地下水中;③經(jīng)過(guò)養(yǎng)殖污水多次灌溉后，土壤離子交換后釋放出原有的鈣離子，導(dǎo)致地下水的硬度、鹽度發(fā)生變化;④養(yǎng)殖廢水中有些難以降解的有機(jī)污染物，繼續(xù)存在水體中，對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期而不利的影響;⑤養(yǎng)殖廢水中除了氮磷和有機(jī)物外，真菌孢子、腸道細(xì)菌、病毒等有害微生物也會(huì)引起地下水污染。

2 畜禽廢棄物污染風(fēng)險(xiǎn)防控途徑

2.1 養(yǎng)殖場(chǎng)的科學(xué)管理

開(kāi)展畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)劃定和管理工作。例如，飲用水源一級(jí)保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)和緩沖區(qū)屬于重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，嚴(yán)禁養(yǎng)殖畜禽及水產(chǎn);港口/航道、國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)核心區(qū)也屬于禁止養(yǎng)殖區(qū)，此外，禁止養(yǎng)殖區(qū)還有水體中有毒有害物質(zhì)超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域及未批準(zhǔn)利用的無(wú)居民河心島（包括沙洲等）。飲用水源二級(jí)保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)與國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)則屬于限制養(yǎng)殖區(qū)，河道及堤防保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)試驗(yàn)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等也屬于限制養(yǎng)殖區(qū)。因此，畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)的選址要避開(kāi)這些關(guān)鍵區(qū)域，以免對(duì)這些區(qū)域造成水體污染。

加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖散戶(hù)管理。引導(dǎo)散戶(hù)養(yǎng)殖逐步向規(guī)?；D(zhuǎn)移，集中收集畜禽廢棄物，實(shí)行集中處理及資源化利用，推動(dòng)流域養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。在實(shí)際生產(chǎn)中，可考慮以鄉(xiāng)鎮(zhèn)或較大的行政村為單位進(jìn)行。此外，要積極推進(jìn)生豬欄舍改造建設(shè)，重點(diǎn)推廣生豬“高架床欄舍、清糞零沖水、飼養(yǎng)管理自動(dòng)化、環(huán)境可控制”等生態(tài)養(yǎng)殖模式，從源頭上阻斷或減少養(yǎng)殖污水產(chǎn)生。

2.2 養(yǎng)殖廢棄物生態(tài)處理

按照全程減控、資源利用的原則，以畜禽養(yǎng)殖廢棄物生態(tài)治理為指導(dǎo)，大力推廣種植-養(yǎng)殖結(jié)合、發(fā)酵床養(yǎng)殖和達(dá)標(biāo)排放等技術(shù)，應(yīng)用目前相對(duì)成熟的畜-地平衡的廢棄物處理模式。在實(shí)踐中，該模式是在畜禽養(yǎng)殖廢棄物固液分離的基礎(chǔ)上，將大部分的有機(jī)質(zhì)通過(guò)厭氧發(fā)酵處理，厭氧發(fā)酵后的沼液經(jīng)沉淀后再通過(guò)活性污泥法、生物接觸氧化法、生物濾池法等好氧處理，以達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定。

由于南方年均溫高、冬季結(jié)冰期短，適合應(yīng)用低成本、高效率并且易管理的人工濕地/塘進(jìn)行養(yǎng)殖污水處理。水葫蘆、大漂、香蒲、葛蒲、蘆葦?shù)雀呱锪?、生長(zhǎng)速度快的植物經(jīng)常被用于人工濕地的構(gòu)建，取得了良好的效果。但這些植物因生長(zhǎng)周期短、可二次利用度低，有時(shí)候也面臨著后續(xù)處理成本高、易二次污染的問(wèn)題。

2.3循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)模式構(gòu)建

針對(duì)目前我國(guó)南方地區(qū)人工濕地處理養(yǎng)殖廢棄物過(guò)程中存在的問(wèn)題，中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所篩選了具有多年生、資源化利用高的綠狐尾藻作為人工濕地的主要植物，通過(guò)研發(fā)生物基質(zhì)-生態(tài)濕地-經(jīng)濟(jì)濕地復(fù)合系統(tǒng)核心技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)殖廢棄物污染減控。試驗(yàn)示范表明，16000mg/kg的COD經(jīng)過(guò)處理后，可降低到80mg/kg，3900 mg/kg和350mg/kg銨氮、總磷經(jīng)過(guò)人工濕地處理后，也分別降低到了20mg/kg和1mg/kg。濃黑發(fā)臭的污水變得清澈無(wú)味，系統(tǒng)末端養(yǎng)殖的草魚(yú)、鰱魚(yú)、鯉魚(yú)還可以狐尾藻為飼料，大大提高污染治理的經(jīng)濟(jì)效益。另外，應(yīng)浙江省嘉興市科技部門(mén)的要求，課題組增加了河道的污染減控和水質(zhì)提示試驗(yàn)示范內(nèi)容，分別在嘉興市南湖區(qū)的花家浜、楊家浜、增浜和明月河等污染嚴(yán)重、河水又黑又臭的河道建立了“五水共治”的試驗(yàn)示范工程，通過(guò)近半年的治理，試驗(yàn)示范河道水體中COD、銨氮、總磷等污染物降低了50%～80%，基本恢復(fù)其生態(tài)自?xún)艄δ堋４送?，在保障糧食產(chǎn)量和滿(mǎn)足農(nóng)田環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的情況下，將適量的畜禽糞便轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥，替代生產(chǎn)中所需的部分化肥，即滿(mǎn)足作物、果樹(shù)、蔬菜等生產(chǎn)需求，也能推進(jìn)畜禽糞便資源化利用，實(shí)現(xiàn)以種定養(yǎng)，有望成為治理該區(qū)域農(nóng)村突出環(huán)境問(wèn)題、踐行綠色發(fā)展的途徑之一。

3 結(jié)語(yǔ)

南方河網(wǎng)地區(qū)獨(dú)特的地理環(huán)境條件及迅猛發(fā)展的畜禽養(yǎng)殖廢棄物物的排放，對(duì)土壤和水體帶來(lái)了高風(fēng)險(xiǎn)，需要根據(jù)不同區(qū)域的環(huán)境承載能力，按照種養(yǎng)平衡的原則，科學(xué)計(jì)算畜禽養(yǎng)殖容量，達(dá)到產(chǎn)用平衡;積極應(yīng)用畜禽生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)，推進(jìn)生豬欄舍改造建設(shè);重點(diǎn)推廣畜禽廢棄物的工程處理模式、人工濕地及循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)等模式，從源頭上阻斷或減少養(yǎng)殖污水產(chǎn)生，提高農(nóng)牧結(jié)合便利化水平，從而降低該地區(qū)畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.2005 年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)[J].環(huán)境保護(hù)，2006（6）：10-19.

[2] 趙君怡，劉鳴達(dá)，張克強(qiáng).畜禽養(yǎng)殖廢水灌溉對(duì)地下水影響的研究進(jìn)展[J].節(jié)水灌溉，2010（12）：13-15.

[3] 肖順勇，唐建初，黃新，等.洞庭湖區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染分析及其防治對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2008，25（3）：72-75.

[4] 畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)政策[Z].環(huán)境保護(hù)部，2011（2）：28.

[5] 韓增，王美慧，周腳根，等.亞熱帶丘陵小流域氮平衡及調(diào)控對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2017，36（4）：743-752.

[6] 周娟，劉鋒，尹黎明，等.南方農(nóng)村分散養(yǎng)豬廢水生態(tài)處理技術(shù)研究[J].水處理技術(shù)，2018，44（6）：101-104，109.

[7] 姜立暉，劉廣奇.新農(nóng)村建設(shè)污水處理模式的選擇[J] .市政·水務(wù)，2006（13）：50 -51.

[8] 楚天舒，韓魯佳，楊增玲.考慮種養(yǎng)平衡的黃淮海小麥-玉米模式下畜禽承載量估算[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35（11）：214-222.