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我国畜禽治理养殖业污染论文

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1畜禽养殖业污染现状及存在的问题

1.1畜禽养殖业污染现状

畜禽养殖业污染的环境影响主要集中在水体污染、大气污染、土壤污染等几个方面。畜禽养殖场污水属于高浓度有机废水,含有大量的N、P等营养物质。养殖场废水一方面通过地表径流污染地表水,从而导致水体富营养化;另一方面通过土壤渗入地下污染地下水,使水中NO2-、NO3-浓度升高,人若长期或大量饮用,可能会诱发癌症[1]。研究认为,养殖业污染是导致水源氮污染的关键影响因子[2]。此外,粪便中的病原微生物也是养殖场污水的主要污染源之一。畜禽养殖中大气污染源主要是CO2、CH4、NH3、H2S等气体,它们主要来源于畜禽饲料中氨的转换及畜禽粪尿在微生物作用下的降解。畜禽养殖产生的废气CO2、CH4能加重温室效应,NH3、H2S可以引起环境酸化。并且空气中的病原微生物严重影响了动物和居民的健康[3]。畜禽养殖业中大量添加剂如Cu、Zn、Fe、As的使用,导致畜禽粪便中重金属元素含量较高[4~5]。畜禽粪便中的重金属和微量元素在土壤中累积,影响到土壤中各有机物的代谢,破坏土壤平衡,从而严重影响了农作物的生长及农产品的安全性,进而危害人类健康[6~8]。目前,畜禽废弃物已成为农业土壤重金属污染的一个重要来源。面对畜禽养殖业污染的严峻形势,“十二五”期间,国家将农业源污染纳入了减排范围,核算指标为化学需氧量和氨氮。据全国环境统计公报(2012年)数据显示,2012年,中国化学需氧量排放总量为2423.7万吨。其中,农业源化学需氧量排放量1153.8万吨,占化学需氧量排放总量的47.6%,是工业化学需氧量排放量的3.4倍。氨氮排放总量253.6万吨。其中,农业源氨氮排放量80.6万吨,占氨氮排放总量的31.8%,是工业氨氮排放量的3.1倍。而畜禽养殖业污染又占农业源污染的95%以上。因此,畜禽养殖业已成为排污之首,其污染物排放量远远超过了城镇生活与工业的污染物排放量之和。

1.2畜禽养殖污染防治存在的问题

1.2.1畜禽养殖污染防治设施配套不全

我国畜禽养殖业缺乏相关的引导和规划,大部分养殖场都是自由发展,普遍缺乏配套的污染防治设施,如固定的防雨、防渗粪便堆放场和污水、尿液储存池。固体粪便堆放在露天场地,且无防渗措施;污水、尿液储存在无防渗措施的储液池中。在降雨过程中,畜禽粪便及尿液中的氮、磷、重金属及其他污染物质通过地表径流及地下渗漏的方式发生转移,导致大量污染物质进入周边及地下水体。

1.2.2畜禽养殖污染防治资金投入不够

由于传统养殖习惯,大部分老养殖场内部的环境管理比较粗放,加之畜禽养殖业受市场因素的影响,效益波动较大。因此,畜禽养殖单位主动建设污染防治设施的意识不强,积极性不高。而目前畜禽养殖业污染治理资金投入力度不够,污染减排工程建设推进工作存在较大的阻力,进展缓慢。

1.2.3畜禽养殖污染防治法规体系不完善

随着畜禽养殖污染问题的不断加重,相关政策和法律法规陆续出台。如《畜禽养殖污染防治管理办法》、《畜禽养殖业污染物排放标准》、《畜禽养殖业污染防治技术规范》(HJ/T-2001)、《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》(HJ497-2009)等。目前,最新的法律法规是国务院于2013年发布的《畜禽规模养殖污染防治条例》,这是我国首部国家层面上的农业环境保护类法律法规。此条例将激励我国畜禽养殖业废弃物的进一步资源化利用,引导畜禽养殖业走向健康、可持续发展的生态养殖之路。因畜禽养殖污染防治工作起步较晚,目前的相关政策和法律法规还需要不断地完善,以增加其可操作性和执行力度,才能有效应对畜禽养殖业污染治理工作。

1.2.4畜禽养殖单位污染防治观念淡薄

受传统养殖观念的影响,大部分养殖单位缺乏对畜禽养殖废弃物污染治理的意识。建场时只考虑养殖,没有考虑养殖废弃物的储存、处理及利用的问题,粪便随意堆放、污水、尿液不经处理随意排放。对畜禽养殖污染治理缺乏主观能动性,对政府的要求能拖即拖。因此,畜禽养殖业污染治理推动工作存在较大的困难。

2养殖废弃物处理利用技术途径

2.1能源化

2.1.1沼气工程

畜禽养殖沼气工程是以畜禽养殖场的粪便污水为原料,在厌氧条件下,通过微生物发酵,将其中的高分子碳化合物分解为小分子物质的过程[9]。沼气工程是集污水处理、沼气生产和资源化利用为一体的系统工程。通过沼气工程不仅减少了环境污染,而且产生了新型能源-沼气。沼气是一种优质清洁能源,可以用作照明、炊事或生产用能,以减少对煤炭、天然气、电力等能源的消耗[10]。目前,沼气技术在我国已经非常成熟,养殖场可以根据自己的养殖规模建设相应大小、相应种类的沼气池,并配备相应面积的沼渣、沼液消纳土地,使养殖场的污染物达到零排放。

2.1.2微生物燃料电池

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中所含的化学能直接转化成电能的绿色产能技术[11~12]。该技术具有能量转化效率高、反应条件温和、清洁无污染等优势。目前,微生物燃料电池尚处于起步阶段,燃料电池功率低是制约其发展的一大瓶颈。通过研究非贵金属催化剂、阴阳极材料的优化、质子交换膜的改善、微生物的筛选和培育、生物膜固化技术等,可以突破燃料电池发展的瓶颈,促进其进一步发展。南开大学的金涛通过对阴阳极材料修饰改性,对微生物燃料电池进行了优化,获得了该技术处理畜禽废水迄今为止最高的功率密度[13]。随着微生物燃料电池技术的发展及推广,畜禽养殖废水不仅得到了处理,而且产生了新的能源-电能,同时解决了环境污染和能源危机问题,实现了双赢。

2.2肥料化

畜禽粪便中含有大量的有机物及丰富的氮、磷、钾等营养物质,是农业生产中需要的宝贵资源。我国传统农业的施肥方式是简单的堆肥后还田,或者是直接还田。由于畜禽粪便中含有大量病原菌和虫卵,还田后对农作物及人体健康存在一定的危害。目前应用较为广泛且最具有市场前景的是生物有机肥法。生物有机肥是畜禽粪便经生物肥菌种发酵、除臭和完全腐熟后加工而成的有机肥料。能够调理土壤、提高土壤肥力,使农作物大幅度增产。生物有机肥法是一种集处理和资源循环再生利用于一体的生物方法。这种方法处理粪便的优点在于最终产物无毒无味,且干燥,易包装、使用,而且有利于作物的生长发育[14]。由于畜禽粪便中含有重金属,而目前缺乏有效的去除重金属的方法,畜禽粪便生产有机肥具有一定的危害性,大量使用易引起土壤重金属污染。因此,生物有机肥技术还需进一步完善。随着国家对有机肥生产、使用等税收、补贴政策的推广,有机肥生产技术的开发研究,生物有机肥产业将会进一步得到推广。

2.3饲料化

研究证明,畜禽粪便含有大量未消化的蛋白质、B族维生素、矿物质元素、粗脂肪和一定数量的碳水化合物,经过加工处理可成为较好的饲料资源[15]。但由于畜禽粪便作饲料存在能量低,矿物质含量较高等营养不平衡,此外,畜禽生产过程中大量使用各种添加剂,其大部分残留在粪便中,粪便再作为饲料使用时,可能会出现超标甚至中毒的问题[16],所以目前发达国家已不主张使用畜禽粪便作饲料[17]。

3污染防治对策及建议

3.1合理布局,种养结合

针对地方环境特点,对畜禽养殖业的发展进行合理规划,合理布局,划定禁养区和限养区。根据养殖业规模、养殖废弃物的特点决定地方种植业结构。通过农牧结合,以农养牧的方式来解决养殖业污染,使养殖业废弃物充分得到资源化利用。

3.2引导养殖专业户向规模化养殖场(小区)转变

目前我国畜禽养殖规模化、专业户程度不高,根据《中国畜牧业年鉴2012》数据统计,2011年我国生猪规模化(年出栏≥500头)养殖场(小区)户数为23.7806万户,非规模化养殖户数为5763.6539万户,占总养殖户数的99.6%。畜禽养殖散养化程度较高,给畜禽废弃物集中处理带来了不便。因此,积极鼓励、引导家庭养殖户向规模化养殖场(小区)转变,向规模化、现代化、集约化的方向发展,改变传统的养殖模式,走清洁、生态养殖之路,是目前亟需解决的问题。

3.3加大资金扶持力度,积极建设废弃物综合治理设施

对于没有足够的土地来消纳养殖废弃物,政府要加大资金扶持力度,积极引导规模化养殖单位建立废弃物综合治理设施,如:沼气池、微生物燃料电池、生物有机肥厂等处理设施。发展一批规模较大、污染防治设施齐全、养殖业废弃物综合利用规范的示范企业,以带动周围区域畜禽业循环经济的发展。使养殖废弃物转换成能源及肥料,既避免了环境污染,又缓解了能源危机。

3.4积极宣传和推广畜禽养殖污染防治技术

通过电视、网络、宣传栏、培训班等方式,大力宣传和推广畜禽养殖污染的科普知识和防治技术。让人们了解并熟悉养殖业可能造成的各种环境污染及危害,掌握畜禽养殖清洁生产技术和污染防治技术,以加强养殖单位污染防治的主动性、积极性。提高广大养殖户的环保意识,激发养殖户的治污紧迫感和责任心,变要我治污为我要治污[18]。

3.5加强技术开发与研究

虽然我国畜禽养殖污染防治技术已取得了较大的进展,但是,还存在一定的不足。由于畜禽粪便中部分重金属超标,要加强重金属钝化技术研究,确保安全后,粪便才能制作肥料或饲料[19]。利用微生物燃料电池处理畜禽废水的技术尚处于起步阶段,它的推广与应用还需进一步研究。各地区加大科研投入力度,根据自身环境和养殖特点,深入开展研究适合本地区的畜禽养殖废弃物综合治理及利用核心技术。这也是目前我国畜禽养殖污染防治的关键之路。

4结论

畜禽养殖业带来的环境问题必须引起高度重视,养殖场单位积极建设污染防治设施,走清洁养殖之路,从源头上控制畜禽养殖污染的产生;各级管理部门要积极协调,不能推诿扯皮,以共同加强畜禽养殖业的污染管理工作。加大资金投入力度,实施各种扶持政策,积极引导非规模化养殖户向标准化、规模化转变,鼓励规模化养殖场(小区)建设污染综合治理及资源利用中心。政府要合理规划,继续完善我国畜禽养殖业污染防治的法律法规体系,以增加法律法规的可操作性,使畜禽养殖业的污染治理工作有法可依。多措并举确保我国畜禽养殖业尽快走向规模化、标准化、生态化的健康可持续发展之路。

作者:冯春燕 工作单位:山东省东营市环境保护局

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