規?；笄蒺B殖業水污染物的排放清單篩選研究

蘇嫚麗 李哲 劉馳

摘 要：通過研究國內已發布實施的水環境及畜禽養殖相關標準，本文從規?；笄蒺B殖業污染物產生及遷移途徑著手，研究規?；笄蒺B殖業污染物排放清單，為建立規?；笄蒺B殖業排污許可管理制度提供建議。

關鍵詞：規?；笄蒺B殖;水污染物;排放清單;排污許可

中圖分類號：X713 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）19-0140-04

Abstract： By studying the water environment and livestock and poultry breeding standards that had been implemented in China， this paper started from the large-scale production and migration of pollutants in livestock and poultry breeding industry， and studied the pollutant discharge list of large-scale livestock and poultry breeding industry， in order to provide suggestions for the establishment of large-scale livestock and poultry farming sewage permit management system.

Keywords： large-scale livestock and poultry farming;water pollutants;emission inventory;sewage permit

隨著經濟和科學技術的快速發展，人類活動成為影響生態環境的重要因素。工農業生產、交通運輸和居民生活等活動會排放大量污染物，造成諸多的大氣、水環境污染問題。由于大氣環境的廣泛性及其污染的復雜性，國內外自20世紀80年代開始便陸續開展大氣污染物排放清單的研究[1]，而在水環境污染方面，鮮有開展污染排放清單研究。本文從畜禽養殖業的污染物進入途徑和糞污治理途徑等入手，通過分析國內已頒發的水環境質量標準及水污染物排放標準，研究規?；笄蒺B殖業水污染物排放清單篩選，為進一步建立規?；笄蒺B殖業的排污許可管理制度提供依據。

1 畜禽養殖污染物的產生及遷移途徑

1.1 牲畜

為保障牲畜正常生長發育，按照國家相關標準，養殖飼料會添加重金屬微量元素和亞治療劑量的抗生素，牲畜患病時需要口服或注射治療劑量的抗生素。這些物質經牲畜代謝后，通過糞污排入環境。在國家及各級政府的鼓勵和支持下，規?；B豬場積極建設沼氣工程，利用厭氧發酵方式處理養殖糞污[2]，固體糞便經發酵堆肥還田或制有機肥，以尿液為主的養殖廢水經厭氧發酵后還田。糞便中的重金屬和抗生素，經生物堆肥發酵后，未降解的部分進入有機肥[3，4]，通過施用于農田進入土壤和地下水。重金屬和抗生素遷移途徑如圖1所示。

1.2 家禽

家禽腸道系統與牲畜不同，家禽沒有牙齒，腸道較短，消化腺分泌不旺盛，在攝入飼料后，近70%的飼料未經消化就從泄殖腔排出體外，糞尿混合。規?；募仪蒺B殖糞污經機械或人工收集后，堆肥還田或發酵制有機肥[5]。重金屬微量元素和抗生素進入家禽體內，經代謝，由糞尿排出進入有機肥，通過有機肥農田施用，進入土壤和地下水。家禽飼養和糞污處理處置及重金屬微量元素、抗生素遷移途徑如圖2所示。

2 污染物排放清單分類原則

鑒于畜禽養殖污染以水體污染為主，污染物從畜禽飲用水水體來源和畜禽養殖污染排放目標水體兩個角度選定。畜禽養殖飲用水體來源指標參照《無公害食品 畜禽飲用水水質》（NY 5027—2008）[6]，污染物排放目標水體指標參照《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）。前者將污染物分為感官形狀及一般化學指標、細菌學指標、毒理學指標;后者將指標分為常規指標和非常規指標，其中常規指標包括感官形狀及一般化學指標、微生物指標、常見毒理學指標和放射指標，非常規指標主要是少見的無機和有機毒理學指標。參照兩個標準的分類原則，綜合考慮畜禽養殖業的污染物產生特征，本文建立污染物排放清單，將污染物分為一般化學指標、微生物指標、毒理學指標。其中，毒理學指標又分為一般無機毒理指標、重金屬和抗生素。

3 污染物排放清單篩選

3.1 一般化學指標

一般化學指標主要是指在污水中廣泛存在、可檢測性強的指標?！缎笄蒺B殖業污染物排放標準》（GB 18596—2001）中，一般化學指標包括BOD5、COD、SS、NH3-N和TP。隨著環境管理要求的提高，2011年、2014年，我國先后兩次發布《畜禽養殖業污染物排放標準》征求意見稿，其中將TN納入控制要求。

《無公害食品 畜禽飲用水水質》（GB 5027—2008）將硫酸鹽作為一般化學指標進行控制?！兜乇硭h境質量標準》（GB 3838—2002）的集中式生活飲用水地表水源地補充項目包括硫酸鹽，《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）的地下水質量常規指標包括硫酸鹽。2010年以來，國家先后出臺了硫酸鹽類飼料添加劑的系列標準，包括硫酸鋅、硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸錳和硫酸銅等[7-9]。研究顯示，近年國內外將硫酸鈉作為畜禽新型飼料蛋白質的營養強化劑[10]。銅、鋅是動物必需的微量元素，目前，我國飼料中允許添加的銅源、鋅源包括堿式氯化銅、堿式氯化鋅等[11，12]，并且飼料添加劑還包括氯化鈉。因此，要將硫酸鹽、氯化物納入污染物清單。

3.2 微生物指標

《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB 18596—2001）的微生物指標包括大腸菌群和蛔蟲卵，《無公害食品 畜禽飲用水水質》（NY 5027—2008）的細菌學指標為總大腸菌群，《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的細菌學指標為糞大腸菌群，《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）的微生物指標包括總大腸菌群和菌落總數?！渡镉袡C肥》（NY 884—2012）的產品技術指標包括糞大腸菌群數和蛔蟲卵死亡率，《沼肥》（NY/T 2596—2014）的限量指標包括糞大腸菌群和蛔蟲卵死亡率。

總大腸菌群是指37℃培養，24h內發酵乳糖產酸產氣的需氧及兼性厭氧的革蘭氏陰性無芽孢桿菌。糞大腸菌群是指44.5℃培養，24h內發酵乳糖產酸產氣的需氧及兼性厭氧的革蘭氏陰性無芽孢桿菌?？偞竽c菌群既包括了來源于人類和其他溫血動物糞便的糞大腸桿菌，還包括其他非糞便的桿菌，不能直接反映水體是否受到糞便污染，而糞大腸桿菌能更準確地反映水體受糞便污染的情況，是目前國際通行的監測水質是否受糞便污染的指示菌[13]?；紫x卵死亡率是糞便無害化的重要指標，《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB 18596—2001）、《生物有機肥》（NY 884—2012）、《沼肥》（NY/T 2596—2014）3項標準均將蛔蟲卵死亡率作為控制因子。因此，將糞大腸菌群和蛔蟲卵死亡率納入畜禽養殖業污染物清單。

3.3 毒理學指標

3.3.1 一般無機毒理指標?！稛o公害食品 畜禽飲用水水質》（NY 5027—2008）的毒理學指標包括氟化物、氰化物和硝酸鹽;《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的基本項目包括氟化物、氰化物，集中式飲用水源補充項目包括硝酸鹽;《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）的毒理學指標包括硝酸鹽、亞硝酸鹽、氟化物和氰化物。

氟是動物體內必需的微量元素，動物飼料中添加氟化物可促進動物生長、發育和繁殖，參與骨骼代謝，過多的氟化物隨動物糞尿排出體外，會抑制土壤纖維素的分解、土壤硝化作用及呼吸強度，使土壤有機質含量和pH值明顯增高[14];植物吸收氟化物后，其光合作用會受到抑制，且氟化物對參與光合作用的酶也表現出抑制傾向[15]。氰化物是劇毒物質，以無機鹽或游離的氫氰酸（HCN）形式存在于自然界或以氰苷的形式存在于一些植物中。氰苷本身無毒，但當含氰苷飼料被家畜采食后，在動物體內會產生氫氰酸，氰離子（CN-）會抑制細胞內多種酶的活性[16]。硝酸鹽和亞硝酸鹽主要來源于化肥、動物糞便施用和污水灌溉過程中污染物質在遷移中發生的硝化-反硝化作用。綜合考慮國家標準，將硝酸鹽、亞硝酸鹽、氟化物和氰化物納入畜禽養殖業污染物清單。

3.3.2 重金屬。在以畜禽糞便為原料的有機肥中，飼料添加劑是有機肥中重金屬的重要來源[17]。國家相關部門發布了多項飼料標準，規范飼料中重金屬元素的添加量?！讹暳闲l生標準》（GB 13078—2017）的重金屬控制因子包括總砷、鉛、汞、鎘和鉻5項;國家多項飼料添加劑標準，《飼料添加劑 蛋氨酸鋅絡（螯）合物》（GB 21694—2017）、《飼料添加劑 堿式氯化銅》（GB/T 21696—2008）、《飼料添加劑 乳酸鋅》（GB/T 23735—2009）、《飼料添加劑 硫酸鋅》（GB/T 23865—2010）、《飼料添加劑 硫酸銅》（GB 34459—2017）、《飼料添加劑 硫酸錳》（GB 34468—2017）等，包含總砷、鉛、鎘、汞和錳5項重金屬控制因子。

《無公害食品 畜禽飲用水水質》（NY 5027—2008）中，重金屬控制因子包括砷、汞、鉛、鎘和鉻5項;國家《畜禽養殖業污染物排放標準》（二次修訂征求意見稿）中增加了銅、鋅;《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）中，常規指標重金屬因子包括鐵、錳、銅、鋅，毒理學指標包括汞、砷、鎘、鉻和鉛;《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中，基本項目重金屬因子包括銅、鋅、砷、汞、鎘、鉻和鉛，集中式飲用水源補充項目重金屬因子包括鐵、錳。國家相關標準中的重金屬因子如表1所示。

綜合國家相關標準，將9種重金屬因子納入畜禽養殖業污染物清單，其主要包括砷、鉛、汞、鎘、鉻、銅、鋅、鐵和錳。

3.3.3 抗生素。畜禽養殖業中，抗生素用于動物疾病防治、提高飼料利用率、促進畜禽生長等方面。根據相關研究，我國用于動物生長促進劑（飼料添加劑）的抗生素有60多種，每年約有6 000t抗生素用于飼料添加劑，75%的抗生素不被動物機體吸收而隨動物糞便排出，導致畜禽養殖廢水成為自然界水體環境中抗生素污染的主要來源[18]。

國內對畜禽養殖業排泄物中抗生素殘留情況的大量研究顯示[18-22]，四環素類、磺胺類、大環內酯類、喹諾酮類和氯霉素類檢出率較高。β-內酰胺類抗生素因其安全性、有效性是最廣泛的抗生素[23]。綜合國內外對畜禽養殖廢棄物中抗生素殘留狀況的研究，有必要將6類典型常用的抗生素納入畜禽養殖業污染物清單。畜禽養殖主要抗生素類污染物包括四環素類、喹諾酮類、磺胺類、大環內酯類、氯霉素類和β-內酰胺類。

4 畜禽養殖業污染物清單

通過以上篩選，建立畜禽養殖業污染物水污染物清單，如表2所示。

注：一般無機毒理學指標，重金屬和抗生素均屬于毒理學指標。

5 結論

建立畜禽養殖業污染物清單，便于加強畜禽養殖業污染物排放管理。但是，國家現行的《固定污染源排污許可分類管理名錄（2017年版）》僅對畜禽養殖行業中設有污水排放口的規?；笄蒺B殖場、養殖小區實施重點管理，而對糞污全部綜合利用、不設污水排放口的規?；笄蒺B殖場未提出環境管理要求，并且在固定源排污許可證中僅對COD、NH3-N、TN等控制因子給出許可要求，對其他如重金屬、抗生素等環境風險高、危害程度大的特征污染因子無法實現管控。

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