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我國是一個生豬養殖大國， 隨著生豬養殖規模的擴大， 生豬養殖汙染已成為制約養豬業發展的瓶頸，其中糞汙是養殖汙染中最大的汙染源。 我國生豬糞汙產生量大、 涉及區域廣、 糞汙治理基礎差、 糞汙治理經驗不足， 糞汙汙染問題具有急迫性、 複雜性以及綜合性。 美國畜禽糞汙治理以及資源化利用歷史悠久，其處理技術與管理措施已相當完備。 目前美國採用以種養結合為主的資源化利用路徑， 從技術、 管理、 法律方面建立了一套成熟的體系， 因此在生豬糞汙資源化利用方面對我國有很重要的借鑑意義。
1 美國生豬糞汙資源化利用技術經驗
1.1 基於種養結合的糞汙資源化利用方式
在美國， 糞汙資源化利用的主要方式是種養結合下的就近還田。 首先， 政府根據區域內耕地數量、 自然水體等資源狀況劃定禁養區、 限養區和適養區， 對養殖區域進行總體佈局。 其次， 養殖場選址必須考慮到資源化利用產物的消納問題， 匹配足量的種植用地是養殖場選址規劃的必要條件， 一般來講， 每頭豬需要 0.667 h㎡ 的種植用地來消納其產生的糞汙 [1] 。 一些大型農場會根據生豬養殖規模確定相應的種植規模。
1.2 因地制宜， 多種處理方式相結合
由於美國各地地域條件不同， 且各養殖場養殖模式不同， 因此養殖場糞汙收儲、 處理與還田方式多種多樣。 規模較小的養殖場， 通常採用全漏縫地板， 豬舍底下建有鋼筋混凝土深坑來儲存糞便， 豬糞會通過豬舍地板之間的空隙直接排入儲蓄池當中， 一年中1～2 次將儲蓄池當中的糞漿抽取出來， 機械混合之後直接還田處理。 對於規模較大的養殖場會將糞汙進行厭氧處理， 厭氧處理系統產生的沼氣可以用於發電或者燃氣， 經過厭氧處理的糞便依然保留了各類養分元素， 可以直接還田。 美國目前有近 250 家養殖場擁有厭氧處理系統。 還有一部分養殖場採用發酵床模式，在豬舍內部的地板鋪有草料、 木屑等一些可以吸收尿液的墊料， 定期更換墊料可以保持豬舍乾燥整潔， 剩餘的固體堆積在豬舍外的空地上， 經過發酵成熟直接還田利用。
1.3 規範化養殖場建設
為防止養殖汙染， 美國對集約化生豬養殖場建設有嚴格的標準。 美國綜合養分管理計劃要求集約化生豬養殖場必須建設有收集、 儲蓄、 處理與運輸糞汙的設備與場房。 養殖場需要明確場內糞汙產生量、 糞便養分量、 汙水產生量等， 以確保容納量可以滿足糞汙從產生到還田的全過程。 同時， 養殖場建設必須保證糞便和汙水在降雨時不發生外溢， 因此養殖場需要建立緩衝區、 植被過濾帶或人工溼地， 大型養豬場還需要滿足一定的距離要求。
1.4 標準化糞汙還田技術
美國糞汙還田技術較為成熟和先進， 作物品種、養分施用量、 施肥設備、 施肥方法、施肥時間、 限用最大量以及施用範圍都已標準化。 標準化還田流程包括：
（ 1 ） 從土地養分平衡角度， 建立種植與施肥計劃， 包括作物類型與品種、 種植面積和產量；
（ 2 ）實施測土配方， 測量土壤養分情況和種植作物對養分的需求， 並進行糞肥成分分析與種植區養分平衡計算， 制定施肥量、 施肥方式和施肥時間；
（ 3 ） 按照計劃進行糞肥還田。 為確保糞肥施用土地之後， 不會汙染地表水體、 滲透進入地下水體或者產生空氣汙染等環保問題， 美國政府對施用糞肥的土地也有相應的管理措施。 一是改善土壤情況、 減少土壤侵蝕、 提高土壤養分含量以及調節透水度， 例如實行輪作制度、殘茬處理、 建立免耕帶以及耕作管理； 二是運用結構、 植物生長措施， 固定土壤， 防止養分隨著泥沙衝入地表水體， 例如水流改道、 田地緩衝區、 梯田、 植被保護區等 [2] 。 同時， 美國還規定糞汙還田利用區域必須距離水體 30.48 m 以上， 若無法達到距離要求， 則需要設立不少於 10.668 m 的植被隔離帶或者其他替代物。
2 美國生豬糞汙資源化利用管理經驗
2.1 分類管理， 生豬養殖場細緻分類
規模養殖場是養殖汙染的主要源頭， 一方面規模化生豬養殖會造成養殖場周邊水質和空氣汙染， 但另一方面集中飼養方式便於進行集中式環境監測和汙染防治， 可以提高糞汙資源利用效率， 降低監管成本。在美國， 通過對養殖場規模合理科學的劃分， 提高了管理效率以及政策精準度。 美國 《清潔水法案》 對畜禽養殖場和集約化畜禽養殖場做出了精準的定義。 在連續 1 年無植物生長的地面上飼養動物至少 45 d 的養殖地被稱為畜禽養殖場。 集約化畜禽養殖場分為大型集約化畜禽養殖場 （動物單位超過 1 000 個） 和中型集約化畜禽養殖場 （ 300～999 個動物單位）， 將畜禽糞便排放到天然、 人工溝渠或水體中的養殖場均為集約化畜禽養殖場。 同時， 法案將養殖場汙染劃分為點源汙染和非點源汙染， 1 000頭以上的養殖場是點源汙染源； 1 000 頭以下的養殖場， 當地政府負責人員會根據養殖場汙染物排放情況做出判斷。 針對養殖場所帶來的非點源汙染， 美國政府主要通過最佳管理實踐制度來進行管理； 針對規模養殖場所帶來的點源汙染， 美國建立了國家汙染物排放消減制度， 通過該制度對點源汙染進行管理， 對於大規模的養殖場還需遵循綜合養分管理計劃。 通過生豬養殖場分類， 便於根據不同規模養殖場制訂不同糞汙管理方案， 提高政策執行效率。
2.2 源頭控制， 設立排汙許可證， 建立汙染物排放標準
針對集約化養殖場， 美國政府從排放源頭進行控制。 起初國家汙染物消減制度要求排放到美國天然水體的任何養殖汙染源必須獲得環境保護局或授權州、地區頒發的排汙許可證。 《清潔水法案》 規定， 凡是集約化畜禽養殖場必須獲得排汙許可證。 排汙許可證涉及範圍包括集中供水區域和汙染物集中區域。 具有排汙許可證的集約化畜禽養殖場必須具有基於準確位置的糞便養分管理計劃。 許可證內容包含廢水排放限值和標準、 監管報告要求、 記錄保存要求以及特殊的標準條款。 廢水排放標準是指最佳可用技術的排放限值和符合標準的截止日期； 監管報告要求是對監管對象、 監管頻率以及數據記錄與保存的相關要求； 保存記錄要求主要是指需要就地保存相關數據與信息。 若養殖場想獲得排放授權， 申請者必須向相關管理機構提交生豬飼養品種與數量、 產生的糞便量、 養殖場綜合養分管理計劃以及養殖場相應的汙水排放量 [3] 。除了設立排汙許可證， 美國製訂了嚴格的糞汙排放標準， 規定在養殖區域內部禁止任何糞便等汙染物排放到附近水體中 （除降雨等不可抗因素除外）。 針對不同規模的集約化畜禽養殖場， 政府還制訂了不同的汙染物排放標準。 根據 《汙水排放限制指導方針和指南》， 中小型集約化畜禽養殖場的排放標準為 《汙水排放限制指導方針和標準》， 大型集約化畜禽養殖場需遵循 《可得的最佳可行控制技術》 《最佳傳統汙染物控制技術》 和 《經濟可行的最佳可得技術》 3 種排放標準。
2.3 統籌管理， 制訂和實施綜合養分管理計劃
由美國農業部和美國環保局聯合負責的畜禽糞便綜合養分管理計劃為美國畜牧業發展做出了重大貢獻。 該計劃按照 《自然資源保護服務國家規劃手冊》 制定， 旨在通過全面綜合的糞汙利用和養分管理計劃來減少糞汙對土地和水質的汙染 [4] 。 養分管理計劃要求糞汙養分含量儘量與農作物所需營養相匹配。美國環保局要求所有集約化生豬養殖場必須有綜合養分管理計劃， 並需要每年向環保局提交當年的養分管理報告。 綜合養分管理計劃包括糞汙管理計劃、 廢水儲存和處理計劃、 肥料施用計劃、 養殖場安全、 土地治理以及防治水土流失措施、 氮和磷汙染風險評估等。 除糞汙處理設施必須具備外， 綜合養分管理還規定養殖場必須距離周邊居民區有一定的距離， 養殖場必須每年檢測糞便， 每 5 年檢測土壤質量以確定糞汙還田的施肥率 [5] 。 美國農業部所設立的環境質量獎勵財政援助計劃對養分管理計劃提供財政支持。 環境質量獎勵財政援助計劃主要資助方向為安裝糞汙儲存和處理設施以及糞汙養分管理計劃的執行。 在環境質量獎勵財政援助計劃中一個農民或者養殖場可能會收到環境質量獎勵財政援助計劃高達 30 萬美元的資助， 用於未來 6 年內製訂和實施糞汙綜合養分管理計劃、 建設糞汙處理和儲存設施以及糞汙還田利用的配套設備 [6] 。
2.4 技術支撐， 提供有力的技術研發和定期培訓教育
美國為生豬糞汙資源化利用提供有力的技術和培訓教育支持。 美國環保局與農業部開展了跨部門的技術和教育合作， 包括養分回收和利用的項目、 農業與動物養殖研討會、 畜禽糞尿利用知識以及保護水環境方面的防治技術、 環境保護獎勵項目等。 地方政府的教育培訓具有更強的針對性， 通常以養殖者為重點教育對象， 定期展開培訓、 教育、 技能拓展和技能服務等， 以提高其競爭力和減少養殖對環境造成的壓力。在美國， 有很多大學或研究機構會與政府合作為養殖者提供培訓和教育， 普及養分管理計劃基本常識， 通過視頻授課讓養殖者增進對養分管理計劃的理解。 同時， 研究機構對於汙染防治技術研發成果會及時推廣， 加快糞汙防治技術更新。 生豬養殖的行業協會對於糞汙資源化利用工作也起到了重要的作用， 全美生豬協會有 8 萬多會員， 生豬協會主要工作包括幫助政府推廣最新環保計劃、 提供環境保護和糞汙資源化利用方面的技術服務、 技術培訓和財力資助 [7] 。 另外， 還有一部分第三方諮詢公司能夠為養殖場糞汙處理提供專業的技術服務。
2.5 立法支持， 完善法律體系
美國在生豬糞汙資源化利用方面已建成一套較成熟的法律體系， 按照機構分類可分為聯邦政府、 州以及地方政府法規。 聯邦政府制定和頒佈面向全國的法律條例， 州政府和地方政府根據地方實際情況制定更具有針對性的糞汙防治法律條款， 既可以統籌兼顧，又可做到因地制宜。 聯邦政府層面的主要法律為 《清潔水法案》 《聯邦水汙染法》 以及 《清潔空氣法》。《清潔水法案》 和 《聯邦水汙染法》 是關於生豬養殖汙染問題最主要的法律。該法案對養殖場規模進行了劃分並制定了國家汙染物排放消減制度。 《清潔空氣法》 規定了大氣汙染物排放標準， 要求州政府和地方政府確定不符合國家空氣質量標準的地區 （在法案中規定的 6 種標準汙染物之一） [8] 。 不達標地區須在規定時間內提交計劃， 計劃中必須說明地區對於如何達標的做法。 因為生豬糞汙中的氨是細顆粒汙染物的主要來源之一， 因此控制集中飼養生豬地區的氨排放將是不達標地區首先實行的舉措 [9] 。州級政府法律法規更加詳細和有針對性。 根據《環境保護法》， 州政府頒佈適用於當地條件且更嚴格的地方性環境保護法。 愛荷華州、 賓夕法尼亞州、 阿肯色州和肯塔基州制定了防止養殖所帶來的水汙染和異味的相關法律規定。 俄克拉荷馬州要求大型養殖場在運營前制訂汙染預防計劃， 併為養殖場經營者和養殖場工作人員提供定期培訓。
3 中國與美國糞汙資源化利用的異同與啟示
3.1 異同分析
3.1.1 差異性分析
（ 1 ） 生豬糞汙資源化利用側重點不同。 我國是世界上人口最多的國家， 也是最大的肉類生產國， 無論是生豬養殖量還是養殖規模都遠大於美國， 隨之帶來的汙染壓力也大於美國。 美國地廣人稀， 糞汙直接還田操作難度小， 而我國人均耕地資源較少， 耕地細碎化， 造成糞汙直接還田利用困難。 因此與美國種養結合模式下直接還田利用不同， 我國糞汙資源化利用重在解決產物消納問題， 目前我國糞汙資源化利用產物一部分進行還田利用， 還有一部分進行深加工處理，製作成便於運輸的商品有機肥， 實現經濟效益與環境效益雙贏。
（ 2 ） 生豬養殖業發展情況不同。 在美國， 從事生豬養殖業的經營主體通常為大規模的家庭養殖場， 這些養殖場實力雄厚， 生產效率及產業發展水平較高，能夠為糞汙資源化利用提供先進的技術和充足的資金， 且這些養殖場通常配備有種植用地， 確保了資源化利用產物的消納。 在我國， 一方面， 生豬經營主體通常為養殖規模小、 生產效率低的散養戶， 其沒有經濟能力和技術進行糞汙治理； 加之散養戶綜合素質較低， 糞汙治理意願與環保意識低下， 為糞汙資源化利用工作的推進增大了難度。 另一方面， 規模養殖場在建廠初期往往無合理規劃， 很多都建造在距離城鎮較近的城鄉結合處， 耕地資源較少， 使得種養脫離成為常態。
（ 3 ） 糞汙資源化利用階段不同。 美國經濟能力和綜合國力處於世界前列， 可利用資金、 技術與人才比我國要多。 且美國糞汙資源化利用時間較長， 積累了豐富的技術與管理經驗。 與美國相比， 我國生豬養殖業起步較晚， 生豬產業發展戰略以保證產品供給， 滿足人民消費需求為主要目標， 早期對於養殖汙染的環保問題缺乏足夠的關注度。 因此我國生豬養殖業需要兼顧產量與環境保護， 治理攻堅難度更大。
3.1.2 相似性分析
（ 1 ） 問題出現的背景相似。 兩國都是在因規模化生產和種養脫離造成的嚴重環境汙染甚至引發一系列社會問題的背景下提出的。 （ 2 ） 治理模式相似。 兩國對於糞汙汙染問題都是採用資源化利用路徑， 以種養結合模式為主導。
3.2 美國糞汙資源化利用經驗對中國的啟示
3.2.1 資源化利用是解決汙染問題的關鍵所在
在美國， 生豬糞汙大多數進行還田處理， 且政府推行綜合養分管理計劃， 既可以防止糞汙汙染， 又可以發揮糞汙最大的經濟效益， 實現雙贏。 學習美國規模化種植養殖綜合養分管理的經驗， 發展以種養結合為核心的生態循環農業， 對於生豬糞汙處理應以減量化產生、 無害化處理、 資源化利用為重點， 引導生豬養殖場糞汙處理配套設施的建設， 並給予一定的財政補貼， 出臺土地政策， 支持種養結合， 計算不同土地的糞肥吸收量， 將糞肥使用納入農田養分管理計劃，確保糞肥施入農田後不會造成二次汙染。 針對行政區內生豬糞汙汙染特點， 制訂適合當地的糞汙資源化利用方案。
3.2.2 糞肥資源利用技術標準化
從美國的經驗來看， 從糞汙產生源頭、 中間收集與處理到最終的糞汙還田， 都有嚴格的規定與技術標準， 便於糞汙資源化利用的推廣與應用。 2017 年開始， 我國相關標準密集出臺， 如 《畜禽養殖廢棄物資源化利用主推模式》 《畜禽糞汙土地承載力測算技術指南》 《畜禽規模養殖場糞汙資源化利用設施建設規範 （試行）》 等。 但這些規定與技術標準出臺時間較晚且屬於國家層面， 部分規定簡單、 寬鬆， 糞汙資源化利用需要因地制宜推進， 目前地方政府層面尚缺乏細化的可操作政策， 生豬養殖場等相關利益者缺乏糞汙資源化利用的技術指導， 造成糞汙資源化利用成本高、 效果差。 因此在中央層面應細化糞汙資源化利用技術標準， 地方政府需要結合本區域的實際情況，進一步制訂操作性強、 易於落實的技術標準。
3.2.3 開展糞汙資源化利用技術研發與教育培訓
美國糞汙資源化有效利用離不開其先進的處理技術與培訓推廣體系。 相比之下， 目前我國生豬養殖處理設備陳舊、 處理技術落後、 處理成本高， 且缺乏完整的培訓體系， 相關負責人員素質較低。 因此， 我國應借鑑美國的經驗， 產學研相結合， 展開糞汙資源化利用技術研究工作， 通過政府與科研機構的合作將先進的技術及時推廣。 通過相關扶持與經濟激勵政策，鼓勵社會第三方機構加入糞汙資源化利用行業， 為養殖戶提供專業的糞汙資源化利用技術與指導。
3.2.4 完善養殖汙染法律體系
與美國完善的法律體系相比， 我國與養殖汙染有關的法律出臺較晚。 目前涉及畜禽養殖汙染的法律有《中華人民共和國畜牧法》 《環境保護法》 和 《大氣汙染防治法》 等。這些法律的出臺為生豬糞汙資源化利用提供了一定的法律依據， 但這些法律規定多、 層次低且不全面， 缺乏專門針對畜禽養殖汙染的法律。加之法律頒佈後執法不力， 法律體系的不完善仍是制約我國生豬糞汙資源化利用的一大因素。 因此我國需要完善當前畜牧業養殖汙染的法律體系， 為我國生豬糞汙資源化利用提供法律依據。
4 中國生豬糞汙資源化利用前景
近些年來， 我國環保壓力逐年增大， 政府對於養殖汙染問題的管控力度也隨之加強。2016 年起， 我國糞汙資源化利用政策密集出臺， 財政補貼力度加大，相關環保法律體系逐步建立與完善， 未來我國生豬糞汙資源化利用勢必會形成良性循環模式。 從處理技術角度來看， 我國目前糞汙資源化利用技術較為成熟，一方面， 未來技術發展重點將是研發成本低和適用於當地地理環境的處理技術， 最大程度利用廢棄物中的有效價值， 減少糞汙對環境的汙染； 另一方面， 通過提高糞汙產物經濟附加值也將是未來糞汙資源化利用的一條可行之路， 通過配比一定添加劑， 製成綠色、肥效高、 效果好、 便於運輸的商品有機肥， 有效解決糞汙消納問題。 從利用模式角度來看， 未來 “種養結合” 仍將是我國主推的糞汙資源化利用模式， 以種養結合循環發展為重點， 合理規劃建設養殖場， 引導農民使用農家有機肥， 根據各地實際情況因地制宜探索投入成本低、 治理效果好、 經濟效益高的種養循環模式。 從運行機制來看， 未來糞汙資源化發展重點在於疏通糞汙資源化利用產業鏈， 破解養殖端和種植端不匹配的難題， 提高產品附加值， 真正做到將糞汙變廢為寶， 實現整個產業鏈的良性循環， 最終構建產業發展、 農民增收和環境保護目標兼顧的機制。
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