文│謝飛 (云南省保山市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護監(jiān)測站)
段迎玲 (云南省保山市農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣站)
劉家寶 (云南省保山市食品藥品檢驗檢測中心)
畜禽養(yǎng)殖污染是農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源,畜禽糞便如果處置不當(dāng),超出農(nóng)田的消納能力,在降雨徑流的沖刷、淋溶作用下,畜禽養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生的污染物可以進入到地表水和地下水,并在水體中大量富集從而導(dǎo)致水環(huán)境污染。近年來,隨著國家對生態(tài)環(huán)境問題的重視,云南省保山市無論是在國家、省市開展的環(huán)保督察過程中,還是基層群眾反映的突出生態(tài)問題中,畜禽養(yǎng)殖污染都是社會較為關(guān)切的農(nóng)村環(huán)境保護問題。為了能有效開展畜禽養(yǎng)殖污染的治理,有必要對畜禽養(yǎng)殖污染的現(xiàn)狀有所了解,從而采取相應(yīng)措施實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖污染控制,對于保山市提升畜禽糞污資源化利用,治理畜禽養(yǎng)殖污染、改善生態(tài)環(huán)境都具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。畜禽養(yǎng)殖數(shù)據(jù)、耕地數(shù)據(jù)來源于《保山統(tǒng)計年鑒2022》公布的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)截止時間是2021年年底。本研究根據(jù)不同畜禽種類的生長周期和出欄時間確定年度畜禽飼養(yǎng)量。豬、家禽一般飼養(yǎng)期小于一年,飼養(yǎng)量以當(dāng)年出欄數(shù)計;牛、羊一般當(dāng)年不出欄,年末存欄數(shù)可視為當(dāng)年的飼養(yǎng)量。
2.產(chǎn)排污系數(shù)。在未考慮率飼養(yǎng)周期的前提下,采用以下計算方式計算污染負荷產(chǎn)生量:出/存欄量(頭/只)×日產(chǎn)污系數(shù)(千克/頭·天)×365(天)。其中,各畜禽日產(chǎn)污系數(shù)來源于全國污染普查資料和開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況調(diào)查資料。見表1。
表1 各類畜禽糞便日產(chǎn)污系數(shù)
根據(jù)以上方法可以計算2021年保山市各個縣(市、區(qū))畜禽養(yǎng)殖糞便量(包括糞、尿),再根據(jù)各類畜禽養(yǎng)殖糞便的豬糞當(dāng)量換算系數(shù)計算各類畜禽糞便量的豬糞當(dāng)量,見表2。
表2 各類畜禽糞便含氮量及豬糞當(dāng)量換算系數(shù)
1.畜禽養(yǎng)殖污染負荷。結(jié)合統(tǒng)計資料和產(chǎn)污系數(shù)可以計算得出2021年保山市畜禽養(yǎng)殖污染負荷(見表3)。由表3可知,畜禽養(yǎng)殖糞便總量為7507079.79噸,尿液總量為7356017.12噸。其中,豬和牛是首要污染來源,糞尿產(chǎn)生量分別占51.53%、41.01%,雖然牛個體產(chǎn)污系數(shù)大,但是豬的養(yǎng)殖數(shù)量多,所以污染負荷總產(chǎn)生量大。產(chǎn)生量最小的是羊,占比為2.99%。從區(qū)域來看,隆陽區(qū)和昌寧縣糞尿產(chǎn)生量最大,均超過全市平均產(chǎn)生量,合計貢獻率為48.27%,龍陵縣產(chǎn)生量最小占比為12.7%,這是因為龍陵縣畜禽種類主要以飼養(yǎng)羊為主,糞尿產(chǎn)生量較大的豬飼養(yǎng)量在全市中數(shù)量最少。
2.畜禽糞便耕地負荷。畜禽糞便耕地負荷量指單位面積農(nóng)田承載的畜禽糞污量,是間接衡量畜禽養(yǎng)殖業(yè)布局合理性和飼養(yǎng)密度的重要指標。目前,在農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖糞污主要用作有機肥施用于農(nóng)田,而在國外發(fā)達國家也將畜禽糞便還田,把耕地作為畜禽糞便的消納場所加以消化其中的養(yǎng)分。為了便于計算,將各類畜禽產(chǎn)生的糞便統(tǒng)一換算為豬糞當(dāng)量,把保山市2021年的有效農(nóng)田耕地面積作為實際的畜禽糞便負載面積來計算畜禽養(yǎng)糞便耕地負荷指標。其計算公式為:
式中,q為畜禽糞便以豬糞當(dāng)量計算的負荷量(噸/公頃);Q為各類畜禽糞便轉(zhuǎn)換為的豬糞當(dāng)量(噸);S為耕地面積(公頃);X為各類畜禽糞便量(噸);T為各類畜禽糞便豬糞當(dāng)量換算系數(shù)。
結(jié)合2021年保山市的畜禽養(yǎng)殖量和耕地面積,可計算出畜禽糞便耕地負荷,見表4。
表4 保山市畜禽糞便耕地負荷
由表4可知,2021年保山市豬糞當(dāng)量為7064560.03噸,豬糞當(dāng)量從多到少依次為隆陽區(qū)、昌寧縣、騰沖市、施甸縣、龍陵縣。其中,龍陵縣、施甸縣、隆陽區(qū)的畜禽糞便耕地負荷均超過平均值21.36噸/公頃,龍陵縣畜禽糞便耕地負荷為31.17噸/公頃,為各縣區(qū)之首,是最低的昌寧縣畜禽糞便耕地負荷的近2倍。畜禽糞便耕地負荷區(qū)域間差別較大,這與各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖量和耕地資源量密切相關(guān),昌寧縣雖然豬糞當(dāng)量排全市第二,但是耕地面積在全市中也排名第二,即畜禽糞便耕地承載能力強;龍陵縣豬糞當(dāng)量雖然最少,耕地面積在全市中也是最少,即畜禽糞便耕地承載能力弱。
3.畜禽糞便的污染風(fēng)險評價。
由于各個地區(qū)所處的地理環(huán)境不同,主要農(nóng)作物種植差別很大,因而農(nóng)田對畜禽糞便的消納量存在很大不同,即使畜禽糞便負荷量一樣,但區(qū)域環(huán)境不同,環(huán)境容納量和承載能力也會差異很大。因此,為了客觀反映畜禽糞便是否過載,需要對畜禽糞便負荷量承受程度進行警報與分級。用畜禽糞便耕地負荷(q)與以豬糞當(dāng)量計的有機肥最大適宜使用量(p)的比值(r)來作為污染風(fēng)險評價指標??蓪⑿笄菁S便耕地負荷警報值分為5級:r<0.4為Ⅰ級,對環(huán)境不構(gòu)成污染威脅;0.4<r<0.7為Ⅱ級,稍有污染;0.7<r<1.0為Ⅲ級,有污染;1<r<1.5為Ⅳ級,污染較嚴重;r>1.5為Ⅴ級,污染較嚴重;污染嚴重。一般豬糞當(dāng)量以15~30噸/公頃為宜,最大使用量以45噸/公頃為上限,從而計算得到各地區(qū)的畜禽糞便風(fēng)險指數(shù)和警報級別,見表5。
表5 保山市畜禽糞便耕地負荷風(fēng)險指數(shù)和警報級別
由表5可知,保山市整體風(fēng)險指數(shù)為0.47,警報級別為Ⅱ級,對環(huán)境稍有污染。從局部地區(qū)來看,隆陽區(qū)、施甸縣、龍陵縣警報級別均為Ⅱ級,對環(huán)境稍有污染;騰沖市和昌寧縣警報級別均為Ⅰ級,對環(huán)境不構(gòu)成污染威脅。值得注意的是龍陵縣風(fēng)險指數(shù)為0.69,接近Ⅲ級的臨界值,這是因為龍陵縣耕地資源全市最少,所以畜禽糞便耕地負荷承載能力較弱,這僅是考慮畜禽糞便用作肥料還田的情況下,如果考慮到人糞便還田的情況下,風(fēng)險指數(shù)可能還會上升,潛在污染風(fēng)險進一步升高。對于騰沖市和昌寧縣,雖然風(fēng)險指數(shù)不高,警報級別均為Ⅰ級,但是在同一縣區(qū)耕地資源分布、作物種植種類、養(yǎng)殖數(shù)量因自然條件的不同會呈現(xiàn)差異性分布,因此對于局部的畜禽糞便污染風(fēng)險和畜禽污染問題還是應(yīng)引起重視。
(1)2021年保山市畜禽養(yǎng)殖糞便總量為7507079.79噸,尿液總量為7356017.12噸,其中,豬的糞尿產(chǎn)生量占總產(chǎn)生量的51.53%。各類畜禽糞便換算豬糞當(dāng)量為7064560.03噸,全市畜禽糞便耕地負荷為21.36噸/公頃,龍陵縣畜禽糞便耕地負荷最高為31.17噸/公頃。
(2)保山市整體風(fēng)險指數(shù)為0.47,警報級別為Ⅱ級,對環(huán)境稍有污染。騰沖市和昌寧縣警報級別均為Ⅰ級,對環(huán)境不構(gòu)成污染威脅;隆陽區(qū)、施甸縣、龍陵縣警報級別均為Ⅱ級,對環(huán)境稍有污染。對于局部的畜禽糞便污染風(fēng)險和畜禽污染問題還是應(yīng)引起重視。