养猪业环境污染的综合治理

环保是当前和未来一段时间养猪业面临的最头疼问题之一。如果说动物疫病影响的是经营者的效益，那么环保问题则已关系到养猪业能否在某些地区继续生存，环保已是多年来全世界养猪业共同关注的难题。我国养猪业产生的环境污染问题依然严峻。养猪继续增加，废水排放跟随增加，而环境容量越来越有限，技术与成本可行的猪场废水处理与回收利用的模式（工艺）还不足以应对各种类型的养猪场废水处理。养猪业所产生的环境污染问题不仅出现在规模化的养殖场，规模小而相对集中的养殖小区也面临同样的问题。随着城镇扩大、工业发展和水源的紧张，猪场越来越难找“立足之地”。为此，本文侧重分析几点当前养猪业环保的突出问题、新的挑战以及综合防治措施。一、当前我国养猪业污染概要20年来，我国养猪主工艺没有改变，养猪过程基本上都要面临不同程度的废水排放问题。来自养猪业的主要污染源是污水、臭气和粪便，它们对周围环境的污染可源自养猪过程、废弃物排放、堆放或贮存过程以及废弃物处理、运输和利用过程。猪场污水仍然是当今畜牧业造成环境污染的最突出问题，最受关注的污染物成分还是传统的有机物、氮和磷。迄今为止，国内外猪场污水处理的基本工艺是：固液分离―厌氧处理―好氧处理。上述工艺在猪场运行起来效果不好，设施常被闲置。其原因是多方面的：例如，工艺本身的可靠性，例如受厌氧消化液的ＢＯD5/ＴN值和PH较低的影响，厌氧后端的好氧脱氮除磷效果往往不佳，甚至出现出水指标反弹现象（PｏｏＫＭ等，2004）；运行管理复杂，不便养猪业主操作；政策调控及监督管理跟不上，养猪业主想方设法节省运行电费而不正常运转污水处理系统；污泥产量大，处置困难。因此，猪场污水未经处理或处理不达标而排放，甚至趁夜间或雨天偷排，严重影响下游生态环境、居民生活或农业生产活动。二、值得重视的养猪环保动态这里主要提及三方面问题：（1）污染物的其他有害成分，紧跟传统有机物、氮和磷之后而受关注的是，重金属（如铜、锌、砷制剂）、兽药、消毒药物、温室气体排放（如甲烷、氧化二氮）等引起的环境污染问题，以及病原体引起的公共卫生问题，这些紧随其后的因素也应当引起重视。（2）旧场搬迁或新建场的环保措施问题。随着城镇扩大、工业发展和人居扩展需要，越来越多的猪场被迫关闭或迁出，当前规模化养殖业普遍向农村或山区转移。就养猪环保问题关心的倾向来看，当前的目光更多的集中在经济比较发达的地区以及水源保护区附近等敏感地带的环境保护，而较少关注经济相对落后、或暂时算是偏远的地区的养猪生态效应。事实上，如果猪场只是“照搬”，即搬迁之后养殖规模、布局和末端处理保持现状而没有科学地改善与规范，那经过若干年之后，这些目前看来相对比较偏远的地区，到时生态环境势必也将每况愈下。如果只是污染物从城内向城外转移，那规模化养殖业污染的问题还是没有从根本上解决。（3）随着部分猪饲养方式的改变，特别是采用分段式饲养或先清粪后冲洗之后，引起了废水排放量与水质的一定变化。为此，有必要针对上述类型的场或生产线的废水排放量与水质进行重新测算，以便对新养猪系统排污情况做出客观的评估以及为废水处理系统的设计提供更准确的依据，避免因套用传统数据而带来设计上的误差和资源的浪费。三、养猪业污染综合防治措施这里主要讲几点大的措施：（1）综合管理。在经济发展中国家，行业本身倾向追求经济效益，环保投入经费有限，过分依赖末端治理，在环保监督跟不上或有机可乘时，运行过程容易产生偷工减料，因此必须考虑综合治理措施，即从多环节入手，加强生产工艺的改进和源头的管理。从长远来看，解决猪场废水污染问题需要依赖综合措施，例如，调整饲养规模、合理选点规划、配套相应土地、提高饲料利用率、改善冲洗办法和加强废弃物管理等。如果能从正反两方面对现有猪场上述各环节措施的环境效益进行分析和评价，必然有助于引导、发展或制订经济与环境和谐发展的养猪业。（2）区域或农场养分平衡措施。在动物生产过程中，动物排泄总是必然的。任何地区的环境容量都有限，需根据当地的环境容量来确定养殖规模、布局与生产方式，以及废弃物的消纳措施。在欧美国家的规模化养殖业中，已开始改变过去只重视废弃物末端处理的做法，而现在从政策法规上，根据养殖项目的养分排泄量（主要是氮和磷）、当地的环境容量以及利用养分的配套设施来审核养殖规模。现在国内已经有些地方开始启用类似的条例。有必要综合分析和总结国内外的经验和资料，提出适度养猪规模下，猪场粪便、废水的排泄量及其养分含量、养分损失，以及待处理或消纳的养分量，初步提出合理的废水处理工艺、一定面积的配套土地及其土地利用方式。（3）环保治理措施。根据预测，发展中国家的养猪业将继续大增长，在耕地面积没有增加的情况下，单靠养分平衡（还田）措施，显然无法应对继续增加的养猪环保压力。因此，养猪业废弃物的末端治理必不可少。经过过去20年的发展，我国绝大多数大中型猪场投资建设了废水处理设施，但多数运行不善。有必要对现有猪场废水处理设施的建设、工艺和运行现状做出评估，主要从技术和经济角度总结出能正常运转的工艺模式、管理经验、投资与运行费成本，及不能正常运转的原因。需要针对中国的国情，例如生产工艺、人工、农业运作模式、环保政策、环境管理、行业管理、养猪市场、肥料政策等综合考虑，评价、寻找合适的工艺和管理办法。（4）政策与管理措施。尽管过去20年，我国在畜牧业环保方面做了大量工作，包括科研、技术示范、政策法规和管理等，并取得了长足进步和诸多成果，但与发达国家比较，我国仍然需要继续完善相关政策和加强管理。近几年，我国在畜禽卫生防疫措施、品种改良与品种保护、生态示范县建设、畜产品安全、兽药使用、农村沼气工程等方面采取了许多新举措，并取得良好效果；但与养猪环保直接相关的除环保法规外，其他支持性政策或条例少，或者换行力度不够。例如政府或非政府组织的培训计划、鼓励使用畜禽粪便生产和使用有机肥、有利于防疫和生态环境保护的养猪场科学合理选点规划布局规范、严格的建场审批制度、严格的监督程序等。今后需要改变以往在养猪业环保上侧重惩罚性管制，而加强源头建设性引导与管理，这样也可以减轻监管的强度。根据地区环境容量，探讨规模化养猪业的适度规模与布局、经营与组织办法、废弃物处理与利用技术三项配套措施。上述欠缺的根源还是在于重经济发展，轻环境保护，或者因人力与资金不足，资源有限，引起条例及监督力度不够。这里也反映急需培养一大批该领域的人才，壮大研究、推广和管理队伍，以满足发展需要。四、关于养殖小区标准化建设问题总结国内外养殖小区标准化建设的经验，针对小区规模、畜种结构以及与养殖配套的种植结构、养殖经济与社会效益、生态环境效益、生态环境保护措施（粪便废水处理利用的管理条例）、疫病防控措施、基层技术推广服务、生产原料供应（饲料及添加剂、疫苗、兽药）、商品上市渠道、小区农户组织与协调、土地使用等一系列内容进行全面分析，总结出可行的养殖小区标准化模式，阐明模式的结构、特点和组织管理机制，最后提出构建适合我国国情的不同类型养殖小区的标准化体系。五、加强以厌氧发酵（沼气）为主体的废弃物处理与综合利用技术研究养猪废水处理的单项技术以及多项技术组合的工艺，已从“八五”开始着手研究与示范，“九五”、“十五”期间在面上和深度上都得到很大程度地加强，例如“三段式”的工艺，并在示范点取得良好效果，取得了许多参数和积累了丰富的系统管理经验。但推广力度不够，难度也大。这也是与国外畜牧业环保的主要差别之一。为了应对这些情况，从技术研究的角度看，仍然十分需要技术与经济可行、并更加成熟可靠的猪废水处理与利用的新型模式（系统）。尽管“固液分离―酸化水解―氧化塘”也已被许多猪场用于处理废水，并能应对当前养猪环保的压力，但从达标排放、安全无害化以及能源发展考虑大中小型猪场以厌氧发酵（沼气）为主体的废弃物综合开发利用具有更大的发展前景，如下3个问题的突破，将有助于该模式的推广应用：低温环境下的池体保温技术研究与示范，以确保稳定远行，解决冬季沼气供求矛盾；服务养猪生产的沼气利用技术研究与示范，增加沼气利用渠道，提高沼气效益，减少高温季节沼气的空中排放问题；沼液深度处理（N/P）与利用技术研究与示范，积极探索配套的大棚种植以及水培系统。六、“猪―鱼”传统养殖模式的卫生安全问题“猪―鱼”结合是我国特别南方地区普遍采用的养殖模式，即将猪粪尿废水直接或间接地引入鱼塘养鱼。该模式普遍并将继续存在的原因如下：传统上为水产养殖提供肥料和饵料，变废为宝，形成科学的良性循环，降低养殖成本；为养猪粪便废水处理提供出路，几乎成为所有大中小型猪场的共识；该模式为农村经济发展和农民增收起了重要作用，受益地区广，包括沿海、平原或山区。然而，随着水产养殖业向规范、安全卫生方向发展，“猪―鱼”生态养殖模式受到卫生安全方面的严峻挑战。一方面，随着集约化养猪业的发展，猪病明显增多且复杂化，猪用药物增加；也随着水产养殖业向高密度发展，水质下降，渔业生态环境退化，水源不足、换水成本增加；另一方面，因生活水平提高和国际贸易发展的需要，水产品的卫生安全和贸易问题越来越引人注目。当前“猪―鱼”生态养殖模式中卫生安全问题主要表现在如下三方面：猪病原体通过排泄物带入水体；猪饲料添加剂，如砷制剂；猪用兽药，特别是抗菌药对水产养殖水体环境和生物乃至鱼的影响，例如畜禽常用的抗菌药喹乙醇、土霉素、泰乐菌素等对水环境有潜在的不良效应（WebberEC等，1992）。在上述三方面中，关于病原体传播问题，可以通过粪便废水无害化预处理后使用而得以控制，避免用带病原体的废弃物开展水产养殖；从当前跟随猪排泄物进入鱼塘或其他环境的重金属来看，最突出的问题是铜、锌和砷，这在很大程度上需要政府、社会和技术的引导，通过源头控制加以减量，这方面国外已有成功的历程；而猪用抗菌药物及其代谢产物，随粪或尿进入鱼塘前很难进行有效的预处理，因此它成为“猪―鱼”模式中卫生安全问题的焦点。上述传统生态养殖模式如何向卫生安全型模式转变，是新时期值得探讨的课题。