海南岛1988—2018年畜禽粪尿氮磷负荷量及环境效应

【目的】揭示海南畜禽养殖业发展过程中粪尿氮磷养分流动情况及其对环境的影响,为区域农业发展规划和畜禽养殖结构调整提供参考。【方法】基于统计资料和文献数据,定量估算1988—2018年海南岛畜禽粪尿养分产生量、单位耕地面积养分承载量,并利用畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数深入分析其对环境的影响,当畜禽粪尿耕地负荷预警值<0.4时,可认为对环境无威胁,而当环境风险指数在1.00以下时,对环境的风险可忽略,在安全数值以上即会对环境产生不同程度的影响。【结果】1988—2018年间,海南岛畜禽粪尿产生量变化经历了3个阶段,1988—2005年整体上升,2006—2008年下降较多,此后缓慢发展并趋于稳定,到2018年畜禽粪尿产生量为10.50×10⁶t,就养分产生量来看,粪尿氮磷年际间变化趋势相似,2005年产生量最多,2006年出现较大幅度下降,到2018年粪尿氮产生量为7.41×10⁴ t,粪尿磷产生量为1.01×10⁴t。单位耕地面积氮磷负荷量也经历了先增加后稳定的过程,到2018年耕地氮负荷168.80 kg·hm^-2,耕地磷负荷为23.05 kg·hm^-2。2018年区域间差异较大,东部和北部地区单位耕地面积氮磷负荷量较高,西部和中部地区偏低,其中氮和磷负荷最高的是定安（分别为288.50和40.35 kg·hm^-2）,最低的是东方（分别为61.66和8.83 kg·hm^-2）。就环境效应来看,1988—2018年海南岛畜禽粪尿耕地负荷预警值始终处于较高水平,大多数年份在1.0—1.5,分级标准中达到Ⅳ级,对环境有较严重的威胁。2018年,定安和澄迈等地预警值分别为2.66和4.59,预警分级达Ⅵ级,对环境有很严重的威胁,仅东方处于安全水平,数值为0.36,为Ⅰ级。就环境风险评价结果来看,海南岛耕地上畜禽粪污环境风险较高,近年随着养殖总量的控制有所降低,2018年环境风险指数下降到1.99（以氮计）和1.32（以磷计）。在区域水平上,就氮素的环境污染风险,2018年定安环境风险指数最高,为3.39,东方最低,为0.73;对于磷素的环境污染风险,东方环境风险指数最低,为0.50,可认为磷素对环境潜在威胁较低,对环境有严重影响的是定安,风险值高达2.31。总的来说,畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数均表明海南岛畜禽粪污潜在环境风险大,从空间分布看,定安、万宁等东部市（县）环境风险要高于临高、东方等西部地区,并且大多数市（县）对环境均有较高程度的威胁。【结论】受养殖规模和耕地面积影响,海南岛单位耕地面积氮负荷较高,区域潜在环境风险不容忽视。因此,未来海南岛畜禽养殖发展规划更应着眼于污染物的控制以及区域优化布局和管理上,并通过减少畜禽粪尿环境排放和循环利用模式以实现海南岛畜禽粪污的资源化利用和绿色发展。     

中国畜禽粪尿磷素养分资源分布以及利用状况

参照中国有机肥料养分志计算粪尿资源量的方法,研究了2002年我国畜禽粪尿磷素养分资源的状况及其分布。结果表明:我国畜禽粪尿肥资源总量约为33亿t,提供磷(P)318.4万t,主要分布在山东、河南、四川、河北、广东、湖南等省。145.7万t粪尿磷资源作为有机肥回田,占粪尿磷资源总量的45.8%;而进入环境的磷约为172.7万t,占粪尿磷资源总量的54.2%。北京和上海粪尿磷资源总量不多,但其单位面积承载的磷却很高,分别为98.7kg/hm2和86.6kg/hm2。     

吉林省畜禽粪尿总量估算及其环境风险分析

利用统计资料和文献数据,结合国内外研究,确定吉林省畜禽粪尿资源的计算参数和计算方法。根据吉林省2011年畜禽饲养量的统计数据估算了吉林省畜禽粪尿产生量、污染物产生量及其流失量。结果表明：2011年吉林省畜禽粪尿总量为7614.99万t,畜禽粪尿污染物产生量910.86万t,污染物流失总量为273.26万t,吉林省畜禽粪尿单位耕地负荷为11.16t/hm2。畜禽粪尿总量集中分布在长春、四平、吉林和松原地区。吉林省畜禽粪尿污染物承载量环境风险大的县域分布在长春、四平、松原和白山地区。     

河北省不同养殖模式的畜禽粪尿资源及污染风险分析

利用统计数据和实地调研数据,借鉴国内外研究方法,系统地估算了河北省各地区规模化养殖和农户散养模式下的畜禽粪尿资源数量与粪尿农田负荷量.研究结果表明,2004年,河北省的畜禽规模养殖粪尿量比例达到49.6%,基本接近农户散养比例.廊坊和石家庄的规模养殖产生的粪尿比例在河北省位于前列,分别为72%和59%;河北省畜禽养殖对于农田的污染风险主要以规模养殖为主,规模养殖下农田负荷量为114.1 t·hm-2,该模式下单位面积农田氮负荷量为0.56 t·hm-2,磷为0.17 t·hm-2,高于全国平均水平.     

畜禽粪尿污染与营养调控措施刍议

<正> 随着畜禽养殖业的发展,集约化、规模化养殖已成为当前养殖业发展的必然趋势。然而,以前表现不突出、并未引起人们重视的畜禽粪尿污染     

龙井市畜禽粪尿资源污染分析

随着畜牧业产业化的推进,龙井市畜禽养殖业迅猛发展,随之而来的环境污染问题日益突显。本文利用统计资料对龙井市畜禽粪尿资源进行分析,并预测了2020年畜禽粪尿资源及环境风险。结果表明,2010年龙井市畜禽粪尿资源产量为47.12万t,畜禽粪尿耕地承载量为17.46t/hm2,低于全国平均值。通过预测,2020年畜禽养殖业将对龙井市的环境污染产生影响。因此,应加强对畜禽养殖业污染的治理。     

安徽省畜禽养殖粪尿及养分含量时空分布特征

为探讨畜禽养殖业不断发展带来的粪便、尿液及养分排放问题,基于安徽省2009—2018年畜禽养殖数据,采用排泄系数法估算畜禽粪尿排放量及其主要污染物含量的变化,分析了安徽省不同种类畜禽养殖粪尿养分时空格局及演化特征。结果表明,安徽省粪尿排放量由2009年的5 597.1万t上升至2015年的6 337.5万t,后下降至2018年的4 511.0万t。家禽粪便、猪粪中TN、TP、COD_Cr、NH₃-N含量占全省比例较高,而牛尿中污染物含量最低,2018年猪粪中COD_Cr、NH₃-N含量占比较2011年有所升高。全省畜禽养殖污染物排放量在空间分布上总体呈由北向南递减的规律,阜阳市粪尿排放量全省最高,2011年达923.5万t。皖北地区猪粪中的TP、NH₃-N及COD_Cr含量较高,皖南地区各类污染物中家禽粪便占比较大,此外牛尿污染物含量显著低于其他粪尿。随着省内畜禽污染防治力度不断加大,2018年全省粪污排放量显著下降,在推进产业结构调整时应侧重生猪和家禽的粪污控制工作。     

延吉市畜禽粪尿污染现状分析与发展对策

随畜牧业发展而产生的畜禽粪尿污染问题越来越普遍。利用2012年的统计数据对延吉市畜禽粪尿资源进行了分析,估算了畜禽粪尿排放总量、污染物总量及其流失量。结果表明,2012年延吉市畜禽粪尿总量19.27万t,单位耕地畜禽粪尿承载量和纯N承载量分别为10.11 t/hm2和16.38 kg/hm2,均低于全国平均水平,而纯P承载量为59.01 kg/hm2,已超过全国平均水平。可见,延吉市禽养殖业对环境已产生影响,应加强对粪尿资源污染的治理。     

畜禽粪中有效磷提取方法的研究

比较了不同提取条件下用去离子水和0.5 mol·L^-1NaHCO3提取的磷量,提出了适合畜禽粪中水溶性磷和植物有效态磷的提取方法。水溶性磷用去离子水提取,适宜的粪液比为1∶250,提取时间为2 h。植物有效态磷用0.5 mol.L NaHCO3-1提取,适宜的粪液比为1∶200,提取时间为1 h。用提出的方法检测了10个猪粪和10个鸡粪样中的水溶性磷和植物有效态磷,结果表明,重复之间水溶性磷提取量的变异系数在1.83%～4.03%,平均为3.36%;重复之间植物有效态磷提取量的变异系数在0.98%～3.16%,平均为2.24%,结果有较好的重现性。     

禁养区政策下的畜禽养殖结构调整及环境效应

为探究畜禽禁养区政策对畜禽养殖业产生的经济效应与环境效应,基于中国31个省的数据（统计数据未含港、澳、台地区）,分析了禁养区政策实施对畜禽养殖数量、品种结构、规模结构及空间布局的影响,采用排泄系数法估算了畜禽粪便和氮磷污染产生量及其耕地负荷情况,采用等标污染负荷评价方法评估畜禽养殖水污染情况。结果表明：1）政策实施使畜禽养殖总量迅速下降,散户逐渐退出,行业产能向大户集中,猪和牛的养殖受到政策冲击较大,畜禽养殖有向部分地区转移的趋势;2）政策实施带来的养殖量的直接减少有助于缓解畜禽养殖带来的耕地污染及水污染压力,但仍存在较大的环境污染与污染转移风险。中国大部分地区畜禽粪便负荷量超出当地耕地承载能力,粪便总量较大的地区呈现连片聚集态势,部分地区氮、磷污染仍超标,少数地区水污染风险仍较大。因此,政府有必要进一步加强整体与局部养殖区域的规划布局,提高养殖场畜禽粪便资源化处理能力,积极推广种养一体化农业生产模式,促进畜禽粪污有机肥转化,完善畜禽养殖污染排放标准。     

安徽省畜禽粪污时空特征及产生物天然气潜力研究

从县级尺度上,评估安徽省 103个县（区）的畜牧业（包括猪、牛、羊和家禽）粪污资源潜力,旨在为安徽省畜禽粪污资源化利用和生物天然气产业发展提供参考。采取文献调研和实地调查相结合的方法,收集安徽省各县(区)近年来畜禽粪污的资源总量、可收集量、可利用量等数据。利用能值潜力估算模型估算各县区生猪、肉牛、奶牛、羊、蛋鸡和肉鸡的粪污产生量,估算畜禽粪污产生物天然气潜力,解析其时空分布特征。结果表明：2014—2017年安徽省畜禽粪污资源总量呈上升趋势,2017年安徽省畜禽粪污资源量达到0.6 亿t,不同区域之间畜禽粪污资源量差异显著,皖北、皖中、皖南的粪污资源量占比分别为56.99%、31.29%和11.72%。利用畜禽粪污产生物天然气潜力达到19 亿m³,开发潜力大于5万 m³·km^-2的县区有16个,潜力较大的县区主要集中于皖中及皖北地区。安徽省畜禽粪污“转废为宝”潜力巨大,发展生物天然气的资源禀赋条件优异,可开发潜力较大,安徽具备产业化发展生物天然气的资源基础。     

山东省畜禽粪污土地承载力时空分异特征分析

探明山东省畜禽粪污资源的空间分布以及近十年畜禽粪污土地承载力变化情况,为合理利用畜禽粪污资源、优化畜禽养殖结构、推动种养结合的绿色农业发展提供参考。通过文献调研与相关数据资料收集,量化分析山东省作物粪污养分需求量、畜禽粪污养分供应量,将不同畜种产生的畜禽粪便量统一换算为猪粪当量,计算各市畜禽粪污土地承载力指数(I),分析山东省畜禽粪污土地承载力的时空变化特征。山东省畜禽养殖环境承载潜力存在明显的时空变异性。从空间上来看,各市畜禽粪便污染风险存在明显差异,其中青岛、淄博、聊城、菏泽以N、P为基准的I值均小于1,土地消纳畜禽粪污不超载。济南、枣庄、烟台、泰安、威海、日照、莱芜、临沂、德州以N、P为基准的I值均大于1,畜禽粪污量超过了农田的承受能力,农田畜禽污染风险较大,尤其是莱芜市以N、P为基准的土地承载力指数I分别为2.14和2.36,农田畜禽污染风险较大,养分的大量盈余可能会造成农田N、P污染。从时间上来看,近十年山东省养殖规模总体呈上升趋势,从7042万头增加到8401万头,尤其在2009年至2012年间迅速增加,增幅达13.3%。植物对粪污N、P养分的需求量呈逐年上升趋势,分别增长了10.6%、13.1%。畜禽粪污N、P养分供应量呈现上升趋势,增幅分别为8.9%、2.9%。2016年山东省畜禽养殖环境承载潜力以N、P为基准分别可达8576万、9809万头,均高于实际养殖规模(8401万头)。山东省以N、P为基准的畜禽粪污土地承载力指数I均呈波动下降趋势。山东省畜禽养殖主要集中在鲁西南、鲁中南、以及德州、潍坊等区域,其中济南、枣庄、烟台、泰安、威海、日照、莱芜、临沂、德州畜禽粪污量超过了农田的承受能力,有潜在的N、P污染风险。从以N、P为基准的畜禽粪污土地承载力指数I来看,山东省农田对畜禽粪便仍具有一定的消纳空间。     

畜禽有机肥中营养成分及重金属含量的分析研究

本文对小规模养殖场畜禽粪便堆肥熟化后的营养成分及重金属含量进行研究，对比不同时间熟化、不同畜禽种类的有机肥中营养成分及重金属含量差异，试验表明：畜禽有机肥堆肥发酵后半年与1年营养成分并无明显差异。以畜禽粪便堆肥熟化1年的有机肥为例，总氮含量为0.67-4.23%、全磷含量为4.77-11.16g/kg、全钾含量为4.79-31.60g/kg、全硫含量为0.096-0.421%、水分含量为12.60-22.88%；总铅含量为1.79-6.16mg/kg、总镉含量为0.12-0.26mg/kg、总铬含量为1.08-4.65mg/kg、总砷含量为0.63-0.67mg/kg、总汞含量为0.011-0.032mg/kg，试验采集68个样品，总铅、总镉、总铬、总砷、总汞都有检出，按照农业行业标准《有机肥料》（NY 525-2012）要求，重金属匀未超标。由于畜禽有机肥种类多、营养成分含量不一，可相互搭配或加入适量化肥配合施用，不但能使资源化利用，还能更合理提高农产品的产量及品质。     

湖南省畜禽粪便抗生素排放量估算与治理策略

以湖南省2011年农业统计年鉴中的畜禽出栏数为基数,根据畜禽粪便排放系数和畜禽粪便中抗生素含量,估测2011年湖南省畜禽粪便中四环素类、喹诺酮类和磺胺类三类抗生素排泄总量。结果表明,2011年湖南省畜禽粪便中抗生素、排泄总量为103.09 t,其中四环素类、喹诺酮类和磺胺类排泄量分别为75.75,2.72和24.62 t。猪粪是畜禽粪便抗生素排泄的主要途径,占总数的70.58%;四环素类是畜禽粪便排泄的主要抗生素,占总量的73.48%。根据畜禽粪便抗生素排泄实际,提出了粪便抗生素治理的减量化、替代化和无害化三大治理策略。     

我国畜禽粪便污染现状及处理与资源化利用分析

随着我国经济发展水平的不断提高,畜牧养殖业发展迅速,但在畜牧业蓬勃发展的同时,也产生了大量的畜禽粪便,由此造成的环境污染问题日益严峻。以我国近年畜禽养殖(大型牲畜猪、牛、羊和家禽)数据为基础,经污染量化评估得出,各地养殖结构的不同导致畜禽污染COD、TN、TP负荷占比呈现显著差异。总结分析了目前畜禽粪便的典型处理及资源化利用技术特点,为其污染防治工作提供决策支持。通过系统评估我国畜禽粪便资源化潜能,认为我国主要畜禽粪便能源潜力非常可观,畜禽粪便资源化可在较高程度上填补氮、磷肥的需求,减少化肥过量施用对农田土壤的危害。     

山西省畜禽粪污年产生量估算及环境效应

为了解山西省畜禽粪便产生量及其环境效应,根据《山西统计年鉴2017》中畜禽养殖数据,估算了2016年山西省畜禽粪污产生量。结果表明,2016年山西省畜禽粪便总排放量约为3 410.97万t,按年粪便产生量排序,依次为牛 > 羊 > 猪 > 鸡 > 兔。畜禽粪污的总氮、总磷、总化学需氧量、总生化需氧量、总氨氮产生量分别为23.54、7.56、75.97、70.85万t和7.72万t。畜禽粪便发酵可产沼气总量约为21.33亿m³,畜禽粪便产沼气潜力相当于山西省天然气年消费量的25.42%。2016年山西省平均单位耕地面积畜禽粪尿氮、磷养分负荷分别为63.28、20.32 kg·hm^-2,均未超过欧盟粪肥年施氮和年施磷限量标准,畜禽粪便耕地负荷预警值为0.38,为Ⅰ级。然而从区域分布的角度来看,太原,晋城和晋中三市的单位耕地面积畜禽粪尿磷负荷超过了欧盟粪肥年施磷限量标准,除了临汾和运城,山西省其他地市的畜禽粪便农田负荷量对环境有不同程度的威胁。因此,迫切需要对部分重点区域进行畜禽养殖粪便综合管理。     

西安市畜禽养殖结构及土地承载力分析

为了探究西安市畜禽粪便污染现状,对各区县的农田耕地和水质进行环境质量评价。在确定畜禽粪便年排放量的估算方法和畜禽粪便排泄系数的基础上,估算了2012年西安市畜禽粪便年产生量和主要污染物产生量。在了解各农业非点源污染成因的基础上,针对不同的污染源,提出了一些初步的控制对策和措施。结果表明,2012年西安市畜禽粪便总排放量约为498.41万t,其中牛和猪的排放量较高,分别占总量的46%和37%。畜禽粪便污染物COD、TP和TN产生量分别为12.52万t、8950 t和2.8万t。西安市部分区县的农田耕地负荷警报值分别达到Ⅱ级和Ⅳ级,已不同程度的超过了当地农田耕地的消纳能力,对环境构成污染威胁。畜禽粪便污染物入河情况十分严重,各污染源中,牛尿的污染率指数高达33.5%;各污染物中总氮和总磷的污染率指数分别为52%和41.5%。部分地区的畜禽养殖已经对西安市环境构成污染。     

我国畜禽养殖环境管理进程及展望

随着畜禽养殖规模化进程加快,畜禽养殖污染对环境的影响日渐受到重视,其治理技术和环境管理体系也逐步成熟。本文全面疏理了我国畜禽养殖污染防治环境管理相关政策、标准、规范及管理措施,总结了不同时期主要的技术思路及特点,并从行业发展和生态环境保护的角度重点分析了当前畜禽养殖污染防治环境管理体系。最后结合我国特点,提出适合现代环境管理体系下,畜禽养殖污染防治环境管理发展方向。研究结果可以为引导畜禽养殖污染治理方式、规范畜禽养殖环境管理提供参考。