小流域生豬養(yǎng)殖污染整治成效研究

余珊 潘文斌 王靜

（1 福州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院 福建福州 350108 2 福建省環(huán)境科學(xué)研究院 福建福州 350013 3 福建省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 福建福州 350013）

0 引言

流域一般指集水區(qū)域，處于分水嶺中間，且有分明的地理界限［1］。流域是一個(gè)開放、動(dòng)態(tài)的自然生態(tài)系統(tǒng)，是人類生活的重要支撐。它具有一定的環(huán)境承載力，健康的流域能通過自身凈化系統(tǒng)，減緩污染帶來的影響，維持河流正常功能［2］。隨著20 世紀(jì)早期社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，生豬養(yǎng)殖帶來的效益使得生豬養(yǎng)殖業(yè)在鄉(xiāng)村發(fā)展迅速，在一些流域，老百姓環(huán)保意識(shí)較薄弱，動(dòng)物排放污染物中的COD、氨氮、磷等總量超過流域內(nèi)工業(yè)污水排放量［3］，導(dǎo)致流域水環(huán)境受到影響。1960—1980 年間，美國、日本、歐洲等地區(qū)的養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境污染問題開始呈現(xiàn)［4］，各國通過完善畜禽養(yǎng)殖污染防治理論體系、管理政策、相關(guān)法律法規(guī)等，開始解決規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖帶來環(huán)境污染的問題。

我國在2001 年后相繼出臺(tái)多個(gè)法規(guī)，詳見表1。國務(wù)院于2013 年11 月11 日發(fā)布《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》，為畜禽污染整治提供了法律支撐，開展全國范圍內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染整治［6］。福建省為貫徹落實(shí)畜禽養(yǎng)殖面源污染的防治工作，下發(fā)了《福建省人民政府關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生豬養(yǎng)殖面源污染防治工作六條措施的通知》（閩政〔2014〕44 號(hào)）文件，以推進(jìn)福建省生態(tài)建設(shè)［7］。

表1 我國頒布的關(guān)于畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染防治政策法規(guī)［5］

福建省武平縣象洞溪流域地處閩粵交界，本文以該流域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過對(duì)比整治前后流域水質(zhì)情況，對(duì)探討如何在環(huán)境容量有限的小流域內(nèi)開展畜禽養(yǎng)殖整治、進(jìn)而取得環(huán)境治理成效具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)域概況

象洞溪流域位于福建省武平縣象洞鎮(zhèn)（圖1），地處閩粵交界。象洞溪總長(zhǎng)14.5 km，流域面積125 km2，屬汀江（韓江）流域松源河水系上游地區(qū)，經(jīng)廣東省蕉嶺縣南磜鎮(zhèn)多寶水庫流向松源河到梅州市，集雨面積89 km2、年徑流量?jī)H0.613 億m3，枯水期每秒流量?jī)H0.5 m3左右，環(huán)境容量很小。流域地勢(shì)西高東低，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。

圖1 象洞溪流域位置及研究區(qū)

1.2 數(shù)據(jù)來源

（1）土地利用來源。本研究遙感和DEM 數(shù)據(jù)來源于http：//www.gscloud.cn/。選用云量較低的2016 年3 月28 日和2018年1 月13 日軌道號(hào)為120/43 的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，影像類型為L(zhǎng)andsat8 OLI。利用ASTER GDEM 第一版（V1）的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工得來，是分辨率為30 m 的數(shù)字高程數(shù)據(jù)。

利用ArcSWAT（SWAT：Soil &Water Assessment Tool，土壤和水評(píng)估工具是小尺度流域模型）提取流域邊界，使用EN-VI5.1 對(duì)研究年份土地利用情況進(jìn)行分析。

（2）生豬養(yǎng)殖及水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來源。通過和鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理部門溝通以及對(duì)養(yǎng)殖戶的時(shí)間調(diào)查得到生豬養(yǎng)殖數(shù)據(jù)；水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由專業(yè)人員實(shí)地采樣監(jiān)測(cè)獲取。

（3）行政區(qū)劃邊界來源。行政邊界數(shù)據(jù)是國家基礎(chǔ)地理信息中心（https：//www.webmap.cn）發(fā)布的中國國家基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息行政邊界數(shù)量數(shù)據(jù)。村級(jí)行政邊界數(shù)據(jù)來自于當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門提供的規(guī)劃圖。

1.3 研究方法

基于PLOAD 模型（The Basins Pollutant Loading Estimator）對(duì)研究年份內(nèi)流域非點(diǎn)源污染變化進(jìn)行分析評(píng)估，根據(jù)《第一次全國污染源普查——城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》，象洞溪流域內(nèi)村民生活源產(chǎn)排系數(shù)參照二區(qū)5 類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行估算，從而扣除研究年份內(nèi)污染物本底變化的影響。

本研究參照福州市畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011—2015 年）環(huán)境影響報(bào)告書得到的象洞鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖污染物產(chǎn)污系數(shù)，象洞鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖污染物排污系數(shù)按現(xiàn)有養(yǎng)殖模式估算，見表2。

表2 生豬養(yǎng)殖污染物產(chǎn)排污系數(shù) 單位：g/（d·頭）

畜禽養(yǎng)殖污染產(chǎn)生量計(jì)算公式如式（1）：

式中：W 為生豬養(yǎng)殖污染物產(chǎn)生（排放）量，t/a；Q 為生豬飼養(yǎng)數(shù)量，頭；C 為生豬養(yǎng)殖污染物產(chǎn)（排）污系數(shù)，g/（d·頭）。

2 象洞溪流域畜禽養(yǎng)殖整治成效分析

武平縣人民政府下發(fā) 《武平縣人民政府關(guān)于同意象洞鎮(zhèn)生豬養(yǎng)殖“禁養(yǎng)區(qū)和可養(yǎng)區(qū)”調(diào)整方案的批復(fù)》（武政文〔2015〕465 號(hào)）文件，同意象洞鎮(zhèn)《關(guān)于請(qǐng)求確認(rèn)生豬養(yǎng)殖“禁養(yǎng)區(qū)和可養(yǎng)區(qū)”調(diào)整方案的請(qǐng)示》（象政〔2015〕12 號(hào)）文件中關(guān)于“兩區(qū)”的界定并開展生豬養(yǎng)殖整治。通過整治后，象洞溪流域生豬養(yǎng)殖分布情況如圖2。

圖2 象洞溪流域2016 年和2018 年生豬養(yǎng)殖分布圖

生豬養(yǎng)殖整治后污染物產(chǎn)排量削減情況見表3。

表3 生豬養(yǎng)殖整治后污染物產(chǎn)排量削減情況

由表3 可見，生豬養(yǎng)殖整頓前后，該流域生豬養(yǎng)殖所排放的COD 和氨氮削減量為17 098.661 t/a 和687.877 t/a。尤其是子流域編號(hào)為9、14 和18，生豬養(yǎng)殖所排放的COD 削減量分別為3 369.002 t/a、3 376.075 t/a 和2 749.498 t/a，所排放的氨氮削減量分別為135.535 t/a、135.819 t/a 和110.612 t/a，其余子流域也均有明顯減少。畜禽糞便中，最主要的污染物指標(biāo)，包括尿液里的COD 指標(biāo)，含量可高達(dá)20 000 mg/L，尿液里的總氮指標(biāo)（TN），含量高達(dá)5 000 mg/L［8］。相較流域內(nèi)非點(diǎn)源污染及村民生活排放污染物對(duì)象洞溪的影響（表4），畜禽養(yǎng)殖整治對(duì)水環(huán)境的影響占主導(dǎo)地位。

表4 非點(diǎn)源污染及人類生活污染情況 單位：t/a

通過實(shí)地考察，收集象洞溪下游和與廣東省接壤的羊角口水電站斷面水質(zhì)情況。水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：生豬養(yǎng)殖污染整治前后，象洞溪流域的水環(huán)境質(zhì)量逐日提升，較少存在水質(zhì)超標(biāo)情況。整體上從生豬養(yǎng)殖整治開始，水質(zhì)由劣Ⅴ類逐漸提升至Ⅲ類以上，一年時(shí)間內(nèi)，有超過2/3 的比例是優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)。

3 建議

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)從高速發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量發(fā)展，嚴(yán)厲管控、打壓以破壞環(huán)境為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的行為。從各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以證明：合理整治無序管理的生豬養(yǎng)殖能大幅降低對(duì)環(huán)境的污染，日后仍需加大對(duì)散養(yǎng)、個(gè)體養(yǎng)殖戶隨意排放污染的管控力度。與此同時(shí)，需加大對(duì)生豬養(yǎng)殖規(guī)模化建設(shè)的扶持，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，引導(dǎo)規(guī)?；B(yǎng)殖所排放污染物的有效處理，解決養(yǎng)殖污染問題，從而在保障人民“米袋子”與“菜籃子”的同時(shí)，提供良好生活環(huán)境，保護(hù)綠水青山，實(shí)踐“兩山理論”經(jīng)濟(jì)觀，助力生態(tài)文明建設(shè)。