宁夏农地畜禽粪便负荷及污染风险评价

宁夏农地畜禽粪便负荷及环境风险评价近年来，随着经济的发展和人民生活水平的提高，宁夏畜禽养殖业发展迅速，随之而来的环境污染问题也日益严峻，成为宁夏农村面源污染的主要来源。畜禽粪便排放量、农地畜禽粪便承载量和畜禽粪便污染等问题越来越引起人们的重视。宁夏规模化畜禽场的宏观环境管理水平相当低，据统计，90%的规模化养殖场缺少必要的污染治理设施，畜禽废弃物随意堆置，养殖废水随意排放，99%以上的畜禽粪便作为有机肥施入农田[1]。如果畜禽粪便量超出农田消纳容量，势必造成作物施肥过量，既不利于作物的生长；也增加了非点源污染物的来源量，造成水体和土壤的污染[2]。因此，本文根据宁夏畜禽养殖业的生产情况，估算宁夏各市县畜禽粪便产生量和农地负荷量，并对宁夏畜禽养殖业发展带来的农地环境污染进行风险分析，以便为相关部门决策提供依据，优化畜禽养殖布局提供科学依据，为今后有针对性地解决畜禽粪便污染问题提供可靠的决策依据。1数据来源与研究方法1.1数据来源宁夏现有3区5市14县，本研究包括宁夏所辖全部行政区县，以2012年宁夏面源污染普查数据和宁夏统计年鉴为基础，根据各区县的畜禽养殖量估算畜禽粪便排放量，2012年各区县农地面积和畜禽养殖量见表1[15]。因各类畜禽生长和生产期不同，且出栏与存栏比例存在一定差距，在确定估算数据时，应根据各类畜禽情况分别确定它们的基础数据[3,4]。宁夏地区猪的生长期一般为199天，因此猪的饲养数量就是当年的出栏数；奶牛的生长期较长，一般为365天，当年出栏数很少，因此以存栏数计算；肉牛的生长期为160天，以出栏数计算；肉鸡生长期为55天，以出栏数计算；蛋鸡的饲养期按全年计，以存栏数计算。表12012年宁夏各县（区）农地面积和畜禽养殖数量Tab.AreaoffarmlandsandpopulationoflivestockinalldistrictsofNingxiain2012农用地（万hm2）生猪（头）奶牛（头）肉牛（头）肉鸡（只）蛋鸡（只）银川市兴庆区4.2943140313365169127857127368金凤区4.891868215563172322284667161西夏区1.64499002473434250246250488100永宁县6.47435000380475170011190001115000贺兰县8.5922203112272747192650729000灵武市28.571217101405010993225645115707石嘴山市大武口区3.993246097159583340081860惠农区7.242124221966171651302000234600平罗县12.1267496381662563627240357174吴忠市利通区8.224404012535134770716770132090红寺堡区9.01135004055310015800035000盐池县61.241031601465320986806700同心县51.9542001882120001300000240000青铜峡市14.6143500035430471001035000957000固原市原州区28.149920013700933011494000西吉县27.4872500070090451370268630隆德县8.7914920054470003010019900泾源县10.180014180002000彭阳县20.94004049000中卫市沙坡头区33.105733542277012197904454000中宁县26.482687131656127157164000535900海原县47.257290020673720250000600000总计425.19264760036551010719409833819110611901.2研究方法1.2.1畜禽粪便产生量计算根据畜禽粪便日排泄系数和生长期计算粪便产生量，计算公式为：（1）式中：T为各类畜禽粪便年产生量，单位为t/a；N为各类畜禽饲养量，单位为头（只）；t为各类畜禽饲养期，单位为d；K为各类畜禽粪便日排泄系数，单位为kg/头·d。畜禽粪便的日排泄量与品种、体重、生理状态、饲料组成和饲喂方式等均相关[3-5]，我国目前尚没有相应的国家标准，本研究根据国家环境保护总局提供的产污系数测算，并根据对宁夏各类规模化养殖场的调查，综合其他已有研究成果，确定主要畜禽粪便日排放系数[5-10]见表2。表2主要畜禽粪便日排放系数表Tab2.Dailyexcretioncoefficientoflivestock污染物生猪奶牛肉牛肉鸡蛋鸡粪便（kg/头.d）219.2612.10.150.12尿（kg/头.d）3.3108.32--1.2.2农地畜禽粪便负荷量的计算目前，宁夏畜禽粪便处理的主要方式是作为有机肥料直接还田[1]，农地畜禽粪便负荷量是各地区农地对畜禽粪便吸收消纳量的客观反映[5]。由于不同畜禽粪便的肥效差异较大，将其统一换算成猪粪当量进行计算，参考已有研究成果，确定的各类畜禽粪便换算成猪粪当量的系数[8-11]，见表3。不区分农地类型，畜禽粪便负荷量的计算公式为：（2）式中：L为以猪粪当量计算的农地畜禽粪便实际负荷量，单位为t/hm2·a；Q为各类畜禽粪便产生量的猪粪当量，单位为t。S为有效农地面积，单位为hm2。表3畜禽粪便含氮量及换算成猪粪当量的折算系数Tab3.Nitrogencontentofthelivestockmanureandcoefficientsforconversionintopigfecalequivalent畜禽粪便氮/%折算系数猪粪0.651猪尿0.330.57牛粪0.450.69牛尿0.81.23鸡粪1.632.51彭阳县12.040.570.02Ⅰ中卫市沙坡头区150.784.560.15Ⅰ中宁县50.531.910.06Ⅰ海原县22.820.480.02Ⅰ宁夏总计994.532.340.08Ⅰ级别为Ⅰ，整体而言对环境不够成威胁，还有较大的畜禽养殖发展空间。但是地区间存在不平衡，北部引黄灌区的畜禽粪便负荷量整体高于中部干旱带和南部山区，虽然个别区县环境造成了一定的影响，但与养殖业高度发展的东部沿海地区和北京上海等大城市比较对环境的威胁相对较小。针对不同区域，应因地制宜，采取不同的措施和对策防治畜禽粪便造成的环境污染。（2）畜禽粪便对农地污染的影响是多因素综合作用的结果[12],如对畜禽粪便处理、储存以及施用方法、土壤类型和种植作物类型、粪肥与化肥结合施用的比例,等等。因此，风险评价的结果也受多方面因素的影响。本研究在进行农地畜禽粪便负荷风险评估时，没有把粪