农村畜禽规模化养殖环境污染及防治研究

金超 金龙

（河南省信阳市生态环境局光山分局 河南信阳 465499）

引言

我国是畜禽养殖大国。随着国家畜禽养殖行业的快速发展，相关部门陆续颁布了一系列政策，支持和规范畜禽养殖发展，也推动了畜禽行业的快速发展。《乡村振兴战略规划（2018-2022 年）》提出“建立以企业为主题的商业化育种创新体系，提升农作物、畜禽、水产良种质量”“持续推进病死畜禽无害化处理体系建设，提升集中处理比例”“合理划定养殖业适养、限养、禁养区域，严格保护农业生产空间”。

根据统计数据显示，2021 年底，我国家禽存栏量达67.9 亿只，同比增长0.1%。家禽出栏量达157.4 亿只，同比增长1.1%。我国畜禽养殖大部分集中于农村，以及城郊地区，规模化畜禽养殖所导致的畜禽养殖过程中产生的畜禽粪便、养殖污水等污染物呈现出快速增长态势[1]。国家相关部门陆续出台畜禽养殖环境治理方面的政策、法规和标准，如《畜禽规模养殖污染防治条例》《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》等等，为畜禽养殖污染防治提供了制度保证。

农村规模化畜禽养殖在让农户获得经济效益的同时，也给农村生态环境产生了较大影响。农村畜禽规模化养殖，由于数量多、规模大、技术准入门槛低等，已经逐渐成为农村生态环境污染的重要影响因素[2]。

1 农村畜禽规模化养殖现状

河南是畜牧业养殖大省，也是农业大省，畜牧业产值、主要畜禽品种饲养量均位居全国各省份前列。2020年，全省畜牧业产值占全省农业总产值28.7%，达到了2856 亿元，带动了1000 多万人实现就业，直接带动农民增收160 亿元，为全省如期实现脱贫攻坚、推动乡村振兴做出了积极贡献。目前，河南省生猪存栏量位居全国首位，达3887 万头，禽存栏量位居全国第二位，达7 亿只。全省2020 年肉产量位居全国第三位，达544万吨。而且，随着河南省支持养殖场基础设施改造升级，全省畜禽养殖规模持续扩大，带动了一大批中小养殖户实现了标准化生产。目前，河南省畜禽养殖规模化率超过了50%，达到了67.3%，高出了全国平均水平（64.5%）的2.8 个百分点。生猪规模化养殖比重达到了73.4%，年出栏万头猪以上的规模化养殖比重超过30%；河南省肉牛规模化养殖比重达29.8%，超出了全国平均水平的2.4 个百分点。年出栏千头奶牛以上的规模化养殖比重超过了50%。与此同时，2020 年，全省肉鸡、蛋鸡规模化养殖比重也分别达到78.1%、68.5%，均位居全国前列。截至2020 年底，河南省累计投入33亿元，实现对全省4.11 万个规模化养殖场（户）畜禽粪污处理升级改造，在64 个畜牧大县、8 个非畜牧大县开展畜禽养殖粪污资源化利用项目建设和改造。从全省情况来看，农村畜禽养殖主要集中于全省南部地区的驻马店、周口、信阳、南阳，其次，主要集中于全省东部地区的商丘、濮阳等地。

但与此同时，农村畜禽规模化养殖过程中，畜禽养殖过程中排放的粪便、畜禽养殖场清洗后的废渣，以及畜禽养殖作业人员的生活污水，直接加剧了养殖场周边生态环境污染。通常，农村畜禽养殖粪污量与其畜禽种类、养殖周期、饲料选用等因素密切相关。一般情况下，农村畜禽养殖的主要粪污排泄物平均含量，见表1。

表1 农村畜禽养殖粪污平均含量（单位：千克/吨）

2 农村畜禽规模化养殖污染特点

农村畜禽养殖污染主要来自畜禽粪污、废渣，其污染特点主要与畜禽养殖的种类、规模等密切相关[3]。从农村畜禽养殖污染的特征分析来看，主要表现如下。

2.1 污染物浓度高

根据《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》，以及农村畜禽污染监测的结果来看，农村畜禽养殖污染物浓度高。其中，畜禽养殖排放的废水的有机污染物浓度高。其中，主要的污染物指标有TP、氨氮、BOD、COD等。以规模化养殖场中的养猪为例，水冲粪中的TP、氨氮、TP、COD 平均含量分别为127mg·L-1、590mg·L-1、805mg·L-1、21600mg·L-1，干清粪中的TP、氨氮、TP、COD平均含量分别为43.5mg·L-1、261mg·L-1、370mg·L-1、2640mg·L-1。

2.2 污染物排放大

规模化畜禽养殖场环境污染物排放量大。在农业面源污染中，畜禽养殖污染最为突出，其中，总氮、总磷、需氧量污染分别占总污染量的55%、40%和95%。畜禽养殖废弃物总量已经超过了工业废弃物。而且农村畜禽养殖污染物的排放水量、水质波动大，随着春季、冬季等不同变化，以及选择不同的清粪工艺，畜禽养殖场用水量呈现出明显差异，由此产生的排水量及水质也呈现出较大的波动性。以猪、奶牛为例，根据《畜禽养殖业污染物排放标准》相关规定，每百头猪，水冲粪冬季、夏季分别为2.5/m3·百头-1·d-1、2.5m3·百头-1·d-1，干清粪冬季、夏季养殖场允许排水量为1.2/m3·百头-1·d-1、1.8m3·百头-1·d-1；而每百头奶头干清粪允许排水量为17/m3·百头-1·d-1、20m3·百头-1·d-1。

2.3 污染物成分杂

农村畜禽养殖污染物成分复杂。以废水为例，畜禽养殖中的废水主要来自畜禽排泄物，以及养殖场冲刷产生的污水。且污染物浓度高。农村畜禽养殖场污染废水未经处理直接排放到周边自然水体环境中，或者畜禽粪便未经处理直接用作农业生产肥料。农村畜禽养殖场污染物中的总磷、总氮、重金属、需氧量等超过自然生态环境的自净能力，加剧生态环境的危害。其中，一些寄生虫、病原微生物等，极易引发人畜病患。一些饲料厂家为了缩短畜禽饲养的周期，饲料中添加含重金属物质，经畜禽粪便排出，会极大地影响和破坏者农村养殖场周边的土壤和水体。

2.4 污染物广泛性

我国畜禽养殖规模世界第一，畜禽养殖业遍布我国的天南海北，各个区域。据统计，全国规模化畜禽养殖场多达80 万处，大中型养殖场超过了1 万多处。这些规模化畜禽养殖场主要建设在农村，以及城郊周边区域。表现在分布广、范围大。每年经畜禽排放的粪便污染物会直接影响到周边的生态环境。以COD 排放量为例，目前，畜禽养殖COD 排放量最多的省份分别为山东省、黑龙江省、河北省、辽宁省和河南省。农村畜禽污染物分布的广泛性，进一步加大了生态环境的影响面。可见，农村畜禽养殖环境污染问题不容小觑，相关部门应采取有力举措，综合施策。

3 农村畜禽规模化养殖环境影响

农村畜禽规模化养殖对周边大气、水体、土壤等产生影响，畜禽排泄物向周边水体排放的污水、粪渣、恶臭气体不仅会影响到生态环境，也会影响居民身体健康，破坏生态系统[4][5][6]。

3.1 影响农村水环境

农村畜禽养殖环境影响的最直接表现便是水环境。水环境影响也是最突出的一个方面。农村规模化畜禽养殖场由于缺少污水处理资金和技术，多数规模化养殖场对养殖粪污进行冲洗后，直接排放到周边的生态环境中。这些未经处理的养殖场粪污直接排放到周边的环境，给周边生态环境增加了污染物含量。通常，冲洗猪禽粪污是其粪尿的5 倍，冲洗牛的粪污产生的污水是粪尿的倍。按照一年猪一年产生的粪污量5.91t、牛产生的粪污量是3.95t 计算，那么直接冲洗猪的粪污会产生污水29.55t，牛的粪污是39.5t。畜禽粪污中含有大量固体颗粒物，且不可溶解，排入到水体，会提升水体微生物、有机物含量，降低水的透明度。一些病原体微生物还会经过水体，通过水生植物或农作物扩散，威胁人体健康。水环境中含有大量微生物，会进一步分解水中的溶解氧，导致水生动植物因水中含氧量过低而死亡。此外，畜禽养殖场粪污流失率较高，一般，家禽的粪污流入水体的流失率约为8.59%，猪、牛的粪污流失率约在50%左右。因此，若按照此方法计算，一个500 头存栏量的养猪场，其每年约产生20.32tCOD、18.17tTP、18.76tTN 直接流失到周边生态的水环境中，会影响周边地表水生态环境，造成水体富营养化。

表2 农村畜禽粪便污染物进入水体流失率（%）

以半封闭或封闭的湖泊、水库为例，其水体中的磷酸态磷、无机总氮含量分别达到0.01mg/L、0.2mg/L 时，水体就会诱发藻现象。由于农村畜禽养殖产生的粪污是重要的营养物。因畜禽养殖而导致水体发生富营养化而引起藻类爆发的现象时有发生，加剧水体污染，威胁着居民的饮水安全。

3.2 影响农村大气环境

畜禽养殖对农村大气环境的影响也较为突出。其主要污染源有恶臭、微生物和尘埃。其中，恶臭是养殖场周边大气环境主要影响。这是由于畜禽养殖时，未消化完毕的蛋白质经畜禽粪便排泄，含有蛋白质的粪便经后期发酵会在大气环境中直接产生大量的含硫、氨气等恶臭气味。畜禽养殖场的粪污含有蛋白质，未及时对其进行合理收集、处理，还会与周边生态环境发生各种非化学反映，也可能会在大气环境中进一步发酵，产生更多的挥发性较强的含硫化合物、吲哚类、氨、酚类、卤素等等，各种恶臭气体。养殖场周边的大气环境中恶臭气体浓度达到一定含量时，会导致大气环境质量降低，影响周边居民生产生活，严重的还会诱发各种呼吸道疾病。

此外，经研究发现，畜禽养殖中排泄的粪便中还有微生物。其中，一些微生物经畜禽粪便传播极易诱发炭疽、布氏杆菌、大肠埃希菌、口蹄疫等，不仅威胁着畜禽的养殖，也会危害人类健康。从监测情况来看，附着于尘埃上的菌类微生物最远可影响到周边30km 范围。畜禽养殖场的固体粪便经畜禽粪便冲洗或养殖场清水冲洗而遭受破坏，大量固体粪便会随着风力作用悬浮于畜禽养殖场周边的空气中，在空气对流不旺盛的条件下，这些悬浮颗粒物会长时期滞留于空气中，影响空气的能见度。当悬浮颗粒物浓度达到一定程度时，可能会经人体肺泡吸收而损害机体健康。

3.3 影响农村土壤环境

传统农户散养模式下，畜禽排放的少量粪便会经过土壤的净化而自然消耗掉其中的污染物。粪便中的有机物还会增加土壤肥力，增加农作物收成。但，随着农村畜禽养殖的规模化程度越来越高、越来越大，养猪场产生的粪便量会急剧增加，已经极大地超过了农村畜禽养殖场周边的土壤自净能力。而且，随着畜禽规模化养殖方式的转变，其中的畜禽粪便中的铜、锌、砷等重金属元素，以及粪污中的蛋白质、脂肪、糖等多种有机质会进一步增加。而当土壤中的重金属污染物超过一定浓度时，会引发土壤重金属污染。经农作物根系吸收后，这些重金属污染物会被吸收至土壤中的种植物，经食物链，最终影响村民的身体健康。此外，微生物会分解土壤中的糖、蛋白质、脂肪等各种有机物，由此又会产生胺、氨、硝酸盐，以及亚硝酸盐等各种有害物质。土壤中的胺、氨、硝酸盐，以及亚硝酸盐等有害物质又会进一步改变土壤的成分结构，改变土壤原有形状，降低土壤透气性、透水性，从而导致土壤肥力降低。从目前农村规模化畜禽养殖的现实情况来看，大量畜禽粪便的排放已经严重超出了土壤自净能力，存在污染风险隐患。例如，农村规模化畜禽养殖中的化学合成药物、微量元素、抗生素、金属元素都会影响到土壤生态结构。例如，土壤中的铜含量达100-200mg/kg，锌含量达100mg/kg 时，便会导致植株中毒，土壤污染。10 万只肉鸡的养殖规模，若连续使用有机砷生长剂，15 年后其土壤砷的含量会增加1 倍。土壤中的砷含量超标而生产出的农产品超标无法食用。既造成生态环境危害，也极大地影响着农民的经济收入。

4 农村畜禽规模化养殖污染治理

农村畜禽规模化养殖在产生可观经济效益的同时，由此所引发的环境污染物体不容小觑，应引起相关部门的足够重视。从政策、法规、技术等方面综合施策，共同推动畜禽养殖可持续发展，既要经济效益，更要环境效益[7]。

4.1 政策措施

县区及乡镇畜禽养殖主管部门，以及生态环境部门应加强指导，编制农村畜禽规模化养殖业发展规划。根据地区经济发展实际，合理畜禽养殖布局，严禁在水源地等环境敏感区进行规模化畜禽养殖。指导畜禽养殖规范化建设，加大财政支持力度，大力支持养殖场基础设施改造升级。严格落实《河南省畜禽养殖场养殖小区规模标准和备案程序规定》。农村畜禽规模化养殖场要做好统一规划建设，养殖场建设前应积极组织开展环境影响评价，申请排污许可，做好防疫准许等。粪污处理模式可采取干式清粪、固液分离、雨污分流。政府部门要积极兑现优惠政策，给予规模化畜禽养殖环境污染治理以财政奖励和补助，对生态环境治理过程中取得较好效果的养殖场或养殖户给予物质奖励，根据畜禽养殖规模，给予差异化奖补政策，切实推动畜禽规模化养殖环境污染防治工作。市场、畜牧、环保等部门之间要建立定期会商机制，加大执法合力。

4.2 法规措施

生态环保、农业、规划、市场、卫生等部门要严格按照国家或者河南省出台的相关法律法规，进一步加强对农村畜禽规模化养殖的监督管理。严格落实《河南省水污染防治条例》《河南省南水北调饮用水水源保护条例》《关于进一步规范畜禽养殖禁养区划定和管理促进生猪发展的通知》，切实把生活饮用水水源保护区、风景名胜区、自然保护区的核心区及缓冲区；城市和城镇中居民区、文教科研区、医疗区等人口集中地区等划为禁养区，严禁在区域内开展畜禽养殖。严把畜禽养殖场的规划、设计、施工、验收等环节，进一步巩固河南省畜禽养殖污染防治攻坚三年行动成果。对不符合相关政策的，该暂停的要暂停，该关闭的要坚决关闭，确保政策落实的刚性约束。

4.3 技术措施

农村畜禽规模化养殖环境污染治理的关键在于技术。坚持因地制宜、生态良好、简便管理等原则，积极推动“农-牧-沼”“畜-沼-粮”“畜-沼-果”等生态农业与循环经济发展模式，结合农村畜禽规模化养殖实际，可积极采用“畜禽养殖—沼气—农灌”、“畜禽养殖—堆肥（沼气）—农灌”两种较为实用的循环养殖模式。前者，是单独将规模化畜禽养殖产生的粪污进行收集，将收集到的粪污引入沼气池，进一步发酵后产生沼气，沼气可以用来供周边农民生产生活用，如照明、烧饭等。畜禽养殖粪污发酵后产生的沼液可收入沼液储存池，用作农作物种植肥料。后者，则主要选择是干湿分离，将畜禽养殖产生的粪污收集至干粪场，堆肥发酵制成有机肥。粪水则收集至沼气池发酵，发酵所产生的沼气再提供给农民用作生火或照明使用，沼液、沼渣用作蔬菜、果园肥料。此外，畜禽养殖污染防治的模式还有堆积发酵还田、有机肥生产、沼气生产和病死畜禽无害化治理等。

结语

随着畜禽养殖规模的快速增长，农户获得经济效益的同时，也给农村生态环境产生了巨大影响。农村畜禽规模化养殖，已经逐渐成为农村生态环境污染的重要影响因素。应引起相关部门的足够重视。从政策、法规、技术等方面综合施策，共同推动畜禽养殖可持续发展，实现经济效益与环境效益双赢。