养殖业污染防治势在必行

作者: 公司简介  发布:2020-04-28

李永涛,留法博士、华南农业大学资源环境学院教授、博士生导师、副院长,农业部华南耕地保育重点实验室主任,资源环境技术研究中心主任。 我们养殖业面临的...

李永涛,留法博士、华南农业大学资源环境学院教授、博士生导师、副院长,农业部华南耕地保育重点实验室主任,资源环境技术研究中心主任。

我们养殖业面临的困境里面,排在前两位的,第一个是土地问题,第二个就是环保问题。从产业的角度来讲,土地涉及高效生产,那么环保呢,其实是一个怎样实现可持续发展的问题。

我之前参与了全省环境保护规划,也参与了很多地方的,比如惠州、中山、云浮等。一个比较深的体会是什么?一个地方要搞环保,第一条就是要控制养殖业,清理养殖场,以后不搞好环保,是没办法养好猪、养好禽的。

2014年1月1日,《畜禽规模养殖污染防治条例》正式实施,这是推动畜禽养殖业污染防治的纲领性文件。这意味着国家加大力度,运用法律手段,促进养殖污染防治,推动行业加速转型升级。

一、养殖业产生的主要污染

应该说,畜禽养殖业确实面临着污染问题,主要是四个方面:水体污染、土壤污染、生物污染和空气污染。

水体污染主要有两个方面:一个是污染地表水。养殖业的畜禽粪便,在冲洗的过程中,大量的氮、磷及粪渣直接排放,通过地表径流污染地表水。这就会造成水体富营养化,大量的藻类繁殖,繁殖以后,就会消耗水里的氧气,很多水生生物及鱼类就会缺氧死亡。第二个是污染地下水。畜禽粪便也有很多容易流失的物质,比如说硝酸盐,这是致癌物质,很容易随着降水进入到地下水,日积月累的话,就造成污染了。

相对于水体污染和大气污染,土壤污染并不容易被发现。我们知道,像空气污染,雾霾天气,大家马上就可以看得到、体会得到,但是土壤一旦污染以后,不能够很快发现污染前后的差别。那么,养殖过程使用的饲料添加剂中,含有重金属铜、锌、铬、砷等,还有抗生素,主要是四环素类、磺胺类,这些物质大部分不能被吸收利用,随着畜禽粪便排出体外,在农用过程中进入到土壤。长期累积,导致土壤污染,使土壤质量下降。随着农作物的吸收,又进入到农产品里面,再进入食物链,最终威胁粮食、食品安全和人类健康。

生物污染的话,经历去年的黄浦江死猪事件,我想大家已经比较有体会了。畜禽粪便、动物尸体处理不当,里面含有大量病原微生物、寄生虫卵,就会随着环境传播,孳生蚊蝇,引起生物污染。目前全世界约有人畜共患疾病250多种,中国有120种,其中由猪传染的25种,由禽类传染的24种,由牛传染的26种。

空气污染,这个一说大家肯定知道,特别是养殖业比较粗放的时候,大老远就能闻到猪屎味、鸡屎味。如果畜禽粪便、动物尸体不及时妥善处理,就会发酵和分解产生氨气和硫化氢等令人不愉快的气体,同时产生的甲基硫醇、二甲基二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多种低级脂肪酸等有毒有害气体会污染空气,导致人的呼吸道疾病频发。

二、养殖业的污染现状

金沙澳门官网网址,养殖业污染的数据很多,因为我们国家农业部门、环保部门,这些年做了大量的调研,大量的环境监测工作。

首先一个是畜禽污染物的排放量问题。2010年规模化畜禽养殖场化学需氧量、氨氮、总磷排放量分别为1268.26万吨、102.48万吨、16.04万吨,占农业源排放总量的比例依次为95%、78%、74%,占全国排放总量的比例依次为45%、25%、58%,这个比例是非常惊人的。化学需氧量是一个衡量污染物总量的非常重要的指标,畜禽业的化学需氧量排放量分别是工业源排放量的3.23倍、生活源的1.18倍,这些都是比较权威的数据。还有一些固体废弃物,1999年畜禽粪便产生总量约为19亿吨,是工业固体废弃物的2.4倍,2006年这个数已经达到27亿吨。近几年的话,这个量增加得更多了。

从特点来看,畜禽污染跟工业源的污染相比,也有不同的一些地方。比如说,它的点比较多,面比较广,除了总量比较大以外,污染份额比较高,而且各个地方的差异比较大。我们发现,规模化养殖场分布很集中,将近80%集中分布在东部沿海地区和诸多大城市周围,中部地区数量不到总数的20%,而整个西部地区仅占总数的1%左右。这个和人口分布也是密切相关的。所以我国东部的畜禽污染要远比中部、西部严重。另外,畜禽粪便的土地负荷高,因为它的污染物的化学需氧量、氨氮、总磷的量比较高,所以它对土地负荷的压力是比较大的。我们知道,猪粪、禽粪是可以农用的,但这个农用,也不是说越多越好。根据欧盟的农业政策规定,粪肥年施氮量的限量标准为170kg/hm2。如果超过了这个极限值,欧盟就会认为将极易对农田和水环境造成污染。那么,我们国家单位耕地面积的畜禽氮污染负荷平均已达138.13 kg/hm2以上。其中广东省达到202.98kg/hm2以上,远远超过警戒线。其实,这个农田的氮的容量是非常有限的。根据2009年的数据,北京、广东、广西、四川、贵州、云南这六个省市的负荷都超过了欧盟的标准。这也为我们敲响了一个警钟。全国畜禽养殖业氨氮排放量中,山东、河南、四川、广东、河北、湖北处于第一梯队,共占到全国的50%以上,海南、天津、甘肃、北京、云南、贵州、上海、新疆建设兵团、宁夏、青海、西藏畜禽养殖氨氮排放量较小,占全国的比重还不足6%。总磷的排放中,山东、河南、河北、辽宁、黑龙江、广东、湖南占到全国的54%以上。

我们发现,这几项数据,广东都是名列前茅的。为什么?因为广东的耕地面积相对较少,种植业又使用大量化肥,农田耕地承载消纳畜禽氮污染的能力已经非常有限。另外,广东省单位耕地面积畜禽粪便的氮,还有这个磷的养分负荷量高的区域多数集中在珠三角地区。

那么除了氮和磷这些传统的养分负荷超标以外,重金属污染也是越来越受到关注的。全国每年使用微量元素添加剂约为15万-18万吨,其中约有10万吨未能被动物吸收利用,随粪便排出体外。参照德国腐熟堆肥中部分重金属限量标准,我国猪粪中超标率为10.3%-69.0%,以Cd、Cu、Zn超标为主。目前我国对畜禽粪便堆肥的重金属无害化标准采用的是污泥施用无害化标准,规定Pb、Cd、Cu、Zn总含量的最大极限值分别为1000mg/kg、20mg/kg、500mg/kg、1000mg/kg。在我国畜禽粪便重金属含量的抽检中,发现猪粪中的铜、锌超标现象最为严重。国内的研究发现,施用养殖场畜禽粪肥的土壤中,铜、锌、砷含量分别是未施畜禽粪肥的11倍、5倍和2倍,均超过国家二级标准。同时,长期施用粪肥,对土壤次生盐渍化和重金属Cu、Zn累积是逐渐增加的。

还有一个很重要的污染,就是抗生素污染。我国施用畜禽粪肥的农田表层土壤中土霉素、四环素和金霉素检出率分别为93%、88%和93%,残留量分别在检测限以下至5.172mg/kg、0.553mg/kg和0.588mg/kg之间。施了这些粪肥的农田表层土壤土霉素、四环素和金霉素的平均残留量分别为没施之前的38倍、13倍和12倍,说明畜禽粪肥是农田土壤抗生素残留的重要来源。我们监测了一下全国有机产品的抗生素含量,标注了全国认证有机农场的这些蔬菜瓜果的抗生素、重金属含量,总体比较发现,反而要高过非有机农场。这个数据很令我们吃惊,后来想想也是符合逻辑的。因为现在有机农产品基本不施用化肥、农药,用有机肥来替代,但这个有机肥很大部分是通过畜禽粪便作为原料制造的。

抗生素残留已经成为畜禽粪便资源化利用处理方式的一大障碍因素,有效降低或消除抗生素污染是畜禽粪便农用处理前亟需解决的问题。如果抗生素进入土壤环境,污染了土壤,会使土壤微生物产生对抗生素的耐药性,形成新一代的抗性菌群,再通过抗性基因把耐药性传递给致病菌,这个危害往往是不可控的,将对人类产生更长远、更持久的威胁。

三、养殖业环境污染的治理对策

讲了这么多以后,我们要怎么来应对这些问题,怎么来高效、安全利用养殖业的畜禽粪便?我想,这些畜禽养殖污染的治理,大家已经形成共识了,主要就包括三大方面:一个是减量化,怎么控制它向环境排放,一个是无害化,一个是资源化,变废为宝。

现在已经有很多养殖业粪污处理的办法,比如土地直接利用、堆肥法、干燥法、格栅过滤、沉淀分离、固液分离、好氧处理、厌氧处理。比较传统的,我们很多猪场旁边,都有氧化塘,可以把猪粪排到这些氧化塘里,直接通过氧化,利用微生物进行降解。不过这个过程是非常缓慢的,加上又是一个露天的装置,发酵的过程中很多臭味会向四周散播,造成一些不好的影响。

我结合一个案例,讲一下比较新的养殖废弃物处置模式与资源利用技术。一般情况下,规模猪场每天产生的粪污大大超出氧化塘的处置能力,而且一整套粪污处理系统投入及运行成本也非常高,很多猪场并不能完全承受这个费用。我们根据这个情况,设计了一个流程,主要就是无害化处理以及资源化利用的过程。

我简单说一下,主要是两条:一条就是怎么样来处置猪粪。我们知道猪粪虽然是污染物,同时也是宝贝,含有大量的养分、有机氮、有机磷,这些养分实际上都是可以作为有机肥的。问题是什么呢?这里面还有重金属、抗生素。怎么样在利用好这些养分的同时,还能把这个重金属、抗生素去掉呢?这是一个方面。另外一个也就是这些猪粪的pH值比较高,是碱性的。广东的耕地是非常贫瘠的,而且土壤酸化,pH一般在6左右,微酸性。一些山区的土壤pH在3.5-4的样子。这个酸性条件,对作物生长造成了非常大的毒害作用。所以,一方面广东土壤养分很低,土壤酸化,另一方面我们畜禽粪便里面的有机养分很高,还是微碱性的。这就是我们传统养殖废弃物综合利用的非常重要的理论基础。

刚才提到了,氧化塘的降解速度非常慢,重金属、抗生素也要去除,所以真正要实现猪粪的安全、高效利用,必须解决这两个问题。我们主要用了两项技术:一个是传统的堆肥技术,另外一个是生物处理技术。我们利用高效的功能菌株,进行前期处置,这个不单是进行一个有机物转化的过程,更重要是实现一些抗生素和重金属的无害转化。我们研发了很多微生物菌剂,它们在降解、堆肥的生物处理过程中,可以把抗生素钝化,大大减少这个毒性。

除了这个前期的安全处置以外,我们还要实现资源化利用。说简单点,就是生产一些环境友好型的肥料。有机肥我想大家接触得比较多,除了这个,我们最近这几年做得比较多的是利用沼液做液体肥料。还可以利用沼渣研发生产一些保水材料。另外,厌氧发酵沼气处理养殖业废弃物,可以明显降低重金属有效性,沼气可用于供气、供电系统建设,这个大家很熟悉,我就不多说了。

第二部分的工作,怎么实现南方地区退化耕地土壤的地力提升。我们研发了水肥一体化技术。传统灌溉系统主要是用来灌水,很多果园施肥的成本很高,甚至超过了肥料本身,所以种植户就不愿意施肥。特别是果园密闭起来以后,进去施肥是非常困难的。有的时候施肥遇到下雨,或者高温,人工成本高,效果还不一定好。我们通过水肥一体化系统,通过管道,肥料和水源同时灌溉,什么时候要施肥了,按一下按钮,马上就完成了,刚好可以把氧化塘的一些肥料施到土壤里去。

我们还运用了土壤地力生物有机培肥技术,这是一种通过调控土壤生态功能实现自我净化、环境友好、边生产边修复的污染修复新技术。有两项代表成果:一个是土壤改良工程生物种质资源筛选,包括3种生态型蚯蚓品种、5种高耐性的禾本科和豆科先锋植物、12种高效内生固氮菌株。一个是研制出土壤改良配方和调理剂产品,在前期处理的时候,我们把这些产品加到土壤里面,可以进一步降低一些抗生素、重金属的活性和含量。

过去,云浮新兴猪场周围有很多农田的养分是比较低的,pH值也偏低,所以基本上不怎么长草,现在我们在上面种了一些速生丰产的林木。通过对比就发现,没有用资源化利用的猪粪肥料的林木,长了两年多,才刚刚到腰的位置。用了的已经有两三个人高,生产周期只有8个月,差别比较大。我们通过全程的长期的监控,也发现了这些农田的污染物已经基本得到净化。

最后,我是做环保和土地整治方面的,和我们养殖业、饲料业每个人的愿望其实都是一样的,希望在我们的土地上能够实现这个农田和餐桌的绿色生态和食品安全!

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