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隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展和物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對畜產(chǎn)品的需求成倍增加，使畜禽養(yǎng)殖業(yè)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖業(yè)從分散的農(nóng)戶養(yǎng)殖逐步轉(zhuǎn)向集約化、規(guī)模化的集中養(yǎng)殖區(qū)，呈現(xiàn)出分散的農(nóng)戶養(yǎng)殖、養(yǎng)殖大戶和規(guī)模化集中養(yǎng)殖區(qū)并存的現(xiàn)象，且養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大、飼養(yǎng)數(shù)量快速增加。在畜禽養(yǎng)殖業(yè)高速發(fā)展的大環(huán)境下，畜禽污染也隨之增加。畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的大量畜禽糞便與污水已成為我國農(nóng)村面源污染的主要來源，在一些地區(qū)，畜禽糞尿污染對環(huán)境的影響已超過居民生活、農(nóng)用化肥、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)和餐飲業(yè)，是造成許多重要水源地江河湖嚴(yán)重污染的主要原因之一。目前對于區(qū)域畜禽糞便產(chǎn)生量估算和環(huán)境效應(yīng)已有很多報(bào)道。

近年來，東部發(fā)達(dá)地區(qū)迫于環(huán)境保護(hù)的壓力，逐漸將畜禽養(yǎng)殖業(yè)西移，西部地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)因而快速發(fā)展，畜禽糞便污染成為西部省份潛在的發(fā)展瓶頸亟待解決。陜西省作為我國西部農(nóng)業(yè)大省，原非傳統(tǒng)的畜牧業(yè)區(qū)。近幾年，陜西調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)扶持畜牧業(yè)，目前畜牧業(yè)已成為陜西農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的主要產(chǎn)業(yè)。王纏石等對陜西省畜牧業(yè)規(guī)模化養(yǎng)殖發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究。文凌對陜西省畜禽養(yǎng)殖污染進(jìn)行調(diào)查并提出了環(huán)境監(jiān)管的措施。朱建軍等對陜西省畜禽糞便的時(shí)空分布和氮磷負(fù)荷進(jìn)行研究。西安市作為陜西省的重要城市，已經(jīng)成為畜牧業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。隨著養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展，大量畜禽糞便的無害化或資源化處理必將成為西安市畜牧業(yè)規(guī)模化發(fā)展的基本前提，目前有關(guān)西安市畜禽糞便的數(shù)量分布及利用情況的研究較為少見。因此，開展西安市農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染研究，探索經(jīng)濟(jì)適用的畜禽污染處理技術(shù)，防治農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染，是解決農(nóng)村環(huán)境污染的重要手段之一。對保護(hù)農(nóng)村環(huán)境，實(shí)現(xiàn)畜禽廢棄物的無害化處理、資源化利用，保障畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1材料與方法

1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)畜禽養(yǎng)殖量的數(shù)據(jù)來自《西安統(tǒng)計(jì)年鑒2013》，該年鑒中統(tǒng)計(jì)了2012年末牛、豬、羊、家禽的頭數(shù)。本論文主要考慮灞橋區(qū)、未央?yún)^(qū)、雁塔區(qū)、閻良區(qū)、臨潼區(qū)、長安區(qū)、藍(lán)天縣、周至縣、戶縣和高陵縣10個(gè)區(qū)縣。

1.2參數(shù)確定將豬、牛、羊和家禽的存欄量看作是當(dāng)年中一個(gè)相對穩(wěn)定的飼養(yǎng)量，在未考慮飼養(yǎng)周期的前提下，采用存欄量與日排泄系數(shù)（單個(gè)動(dòng)物每天排出糞便的數(shù)量）計(jì)算糞便產(chǎn)生量。本論文所用的各類畜禽日排泄系數(shù)、畜禽糞便中污染物平均含量和入河系數(shù)均采用國家環(huán)保部公布的數(shù)據(jù)。

1.3對農(nóng)田耕地的影響分析

1.3.1負(fù)荷估算目前，我國畜禽糞便處理的主要方式是作為有機(jī)肥料直接還田。單位耕地面積上的畜禽糞污負(fù)荷量可用來間接衡量當(dāng)?shù)匦笄蒺B(yǎng)殖污染狀況。由于不同畜禽糞污的養(yǎng)分肥力差異較大，農(nóng)田耕地對其的吸納量也有較大差異。在計(jì)算耕地負(fù)荷量時(shí)，根據(jù)各類畜禽糞污不同的含氮量，將其換算成豬糞當(dāng)量后疊加求和。本研究并結(jié)合西安市實(shí)際情況對豬糞當(dāng)量換算系數(shù)表進(jìn)行修正，得到各類畜禽糞污含氮量與其豬糞當(dāng)量換算系數(shù)。

1.3.2負(fù)荷警報(bào)值分析為全面了解各地農(nóng)田耕地畜禽糞便負(fù)荷量是否過載以及對環(huán)境是否構(gòu)成潛在的污染威脅。根據(jù)畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)值分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)（表4）。據(jù)沈體忠等的研究結(jié)果顯示，畜禽糞便作為肥料用于農(nóng)田的最大適宜施用量為45t•hm2•a-1，若高出這一水平就會(huì)引起土壤的富營養(yǎng)化，對環(huán)境產(chǎn)生影響。

1.4對水質(zhì)的影響分析采用等標(biāo)排放量污染率指數(shù)法對各種污染源的污染負(fù)荷進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)因子為COD、TN和TP。

2結(jié)果與分析

2.1糞便污染物產(chǎn)生量由表5和圖1可知，畜禽養(yǎng)殖排放的糞量為305.11萬t，尿液為193.30萬t，糞尿合計(jì)為498.41萬t。從不同畜禽種類年糞便量看，牛的排放量最大，為230.85萬t，占總排放量的46%；其次是豬和家禽，為186.88萬t和53.69萬t，分別占總排放量的37%和11%；羊最少，為27.01萬t，僅占5%。可見西安市畜禽養(yǎng)殖糞便排放主要集中在養(yǎng)牛業(yè)和養(yǎng)豬業(yè)。從各區(qū)域的不同養(yǎng)殖情況可以比較得知，臨潼區(qū)的畜禽糞便排泄量最大，為150.13萬t，占總排放量的30.1%，周至縣和藍(lán)田縣畜禽糞便產(chǎn)生量較大，為79.11萬t和78.26萬t，分別占總排放量的15.9%和15.7%。畜禽糞便污染物COD年排放量為12.52萬t，污染物TP年排放量為8950t，污染物TN的年排放量為2.8萬t。臨潼區(qū)的污染物產(chǎn)生量最大，其次是周至縣和藍(lán)田縣。

2.2農(nóng)田耕地承受度的警報(bào)分級本研究采用《西安統(tǒng)計(jì)年鑒2013》中公布的各區(qū)縣年末實(shí)有耕地面積作為負(fù)載面積，估算得出各區(qū)縣農(nóng)田耕地畜禽糞便負(fù)荷量。從表6可以看出，西安市各區(qū)縣農(nóng)田耕地畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷平均值為22.95t•hm-2，但是不同區(qū)縣之間差異很大，未央?yún)^(qū)豬糞當(dāng)量負(fù)荷最大，為66.47t•hm-2，其次為臨潼區(qū)和灞橋區(qū)，分別為29.84和23.33t•hm-2，雁塔區(qū)的豬糞當(dāng)量負(fù)荷最小，為7.96t•hm-2。最大負(fù)荷量和最小負(fù)荷量之間相差8.35倍。農(nóng)田耕地畜禽糞便負(fù)荷量的大小可以間接反映一個(gè)地區(qū)畜禽的飼養(yǎng)密度，各區(qū)縣的畜禽飼養(yǎng)密度存在較大差異，且與當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及飼養(yǎng)習(xí)慣等有著密切聯(lián)系。雖然未央?yún)^(qū)的豬糞總量不大，但是單位耕地面積豬糞當(dāng)量負(fù)荷是最大的。由此可知，未央?yún)^(qū)的畜禽飼養(yǎng)密度最大。根據(jù)警報(bào)值分析結(jié)果可知，未央?yún)^(qū)警報(bào)值最大為Ⅳ級，已對環(huán)境造成較嚴(yán)重的威脅。其中警報(bào)值達(dá)到Ⅱ級，對環(huán)境構(gòu)成威脅的有4個(gè)區(qū)縣，分別為：閻良區(qū)、臨潼區(qū)、藍(lán)田縣和周至縣。灞橋區(qū)、雁塔區(qū)、長安區(qū)、戶縣和高陵縣等4個(gè)區(qū)縣的農(nóng)田耕地畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)級別為I級，對環(huán)境暫未構(gòu)成威脅。由此可見，西安市50%的區(qū)縣畜禽糞便負(fù)荷量已不同程度的超過了當(dāng)?shù)剞r(nóng)田耕地的消納能力，對環(huán)境構(gòu)成污染威脅。未央?yún)^(qū)、閻良區(qū)、臨潼區(qū)、藍(lán)田縣和周至縣等區(qū)縣中密集的畜禽養(yǎng)殖場對西安市環(huán)境及流域水質(zhì)直接構(gòu)成污染威脅。

2.3對水質(zhì)影響的評價(jià)本文選取COD、總氮和總磷為分析指標(biāo)，前者代表耗氧物質(zhì)，后兩項(xiàng)為富營養(yǎng)物質(zhì)。由表7可知，2012年西安市畜禽養(yǎng)殖造成的COD、TP和TN流失量分別為14705.93t、981.27t和6181.57t。2012年COD、TP和TN平均入河流失率分別為11.7%、11.0%和21.7%。以GB3838-2002三類水為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)結(jié)果表明，牛尿的P值最高，占總P值的33.5%，其次是豬尿?yàn)?1.3%，第三位是家禽為16%。表8的數(shù)據(jù)表明，西安市各區(qū)縣中，臨潼區(qū)的污染率指數(shù)最高，占總P值得29.4%，其次是周至縣和藍(lán)田縣分別為16%和15%。由表9三污染物的等標(biāo)排放量結(jié)果可知，雖然COD的年排放量最大，達(dá)14705.93t/a，但P值最小，僅為6%。總氮和總磷的污染率指數(shù)很高，分別為52%和41.5%。綜上可知，畜禽養(yǎng)殖糞便污染物入河流失情況十分嚴(yán)重，尤其是總氮的流失率已經(jīng)達(dá)22%，污染率指數(shù)最高為52%。

3結(jié)論

本論文通過對西安市2012年各區(qū)縣畜禽糞便污染物的排放量和入河量的估算，分析畜禽糞便污染物對農(nóng)田耕地和水質(zhì)的影響，得到如下結(jié)果：（1）西安市畜禽糞便污染物COD年排放量為125253t，污染物TN年排放量為8950t，污染物TP的年排放量為28477t。臨潼區(qū)的污染物產(chǎn)生量最大，其次是周至縣和藍(lán)田縣。（2）西安市各區(qū)縣農(nóng)田耕地畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷平均值為22.95t/hm2，但是不同區(qū)縣之間差異很大。全市已經(jīng)有閻良區(qū)、臨潼區(qū)、藍(lán)田縣和周至縣等4個(gè)區(qū)縣的農(nóng)田耕地負(fù)荷警報(bào)值達(dá)到Ⅱ級，對環(huán)境構(gòu)成威脅。未央?yún)^(qū)警報(bào)值最高，達(dá)到Ⅳ級，已經(jīng)對環(huán)境構(gòu)成較嚴(yán)重的威脅。（3）水質(zhì)評價(jià)結(jié)果表明，各污染源中，牛尿的污染率指數(shù)最高，為33.5%，其次是豬尿?yàn)?1.3%，第3位是家禽為16%。各區(qū)縣中，臨潼區(qū)的污染率指數(shù)最高，占總P值的29.4%，其次是周至縣和藍(lán)田縣分別為16%和15%。三污染物中總氮和總磷的污染率指數(shù)比COD高，分別為52%和41.5%。因此，根據(jù)西安市畜禽糞便污染的特點(diǎn)，畜禽糞便處理政策應(yīng)該從以下方面考慮：第一，以預(yù)防為主，提高農(nóng)戶對污染的認(rèn)知程度、政府給予一定的相關(guān)信息技術(shù)支持和污染治理補(bǔ)貼，這樣可以有效提高農(nóng)戶畜禽糞便資源化處理的意愿，并促使其轉(zhuǎn)化為畜禽糞便資源化處理行為。第二，從技術(shù)層面上看，推廣畜禽糞便處理的適宜技術(shù)。對于警報(bào)值為Ⅰ級的地區(qū)，應(yīng)做好畜禽糞便的還田利用工作。對于警報(bào)值為Ⅳ級和Ⅱ級的地區(qū)，必須嚴(yán)格控制畜禽糞便產(chǎn)生量，降低畜禽污染排放，采用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，減少各區(qū)縣的畜禽污染物產(chǎn)生量。通過建沼氣池，既解決了村莊環(huán)境問題，又解決了村莊能源問題，一舉兩得。受產(chǎn)業(yè)布局的影響，2012年西安市畜禽糞便產(chǎn)生量較高的地區(qū)主要集中在西安市南部，尤其是藍(lán)田縣和周至縣；不同地區(qū)各類畜禽糞便比重有較大差異。隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，畜禽糞便的產(chǎn)生造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。西安市畜禽糞便處理政策的制定應(yīng)以預(yù)防為主，從技術(shù)和區(qū)域公平等角度加以綜合考慮。

作者：趙串串 王媛 高瑞梅 單位：陜西科技大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院