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全国规模化畜禽养殖业污染情况调查技术报告(DOC 59页)

全国规模化畜禽养殖业污染情况调查技术报告

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随着我国畜牧业的迅猛发展,畜禽养殖已经成为我国农村面源污染的主要来源。在一些地区,畜禽养殖业污染已超过居民生活、农业、乡镇工业对环境的影响,是造成许多重要水源地、江、河、湖严重污染的主要原因之一,因此,治理畜禽养殖污染刻不容缓。在我国“一控双达标”初见成效后,包括畜禽污染在内的农村面源污染防治将成为下一步环保工作的重点。为了全面掌握我国畜禽养殖污染的实际状况,为下一步畜禽养殖污染防治及监督管理提供依据,国家环境保护总局经国家统计局批准,于2000年11月至2001年5月在全国规模化养殖业集中的23个省、直辖市、自治区开展了规模化畜禽养殖业污染情况的调查。

下面以本次调查结果为基础,结合农业部、国家统计局、国家计委等部门的相关数据,对我国畜牧业发展特别是规模化畜禽养殖发展所带来的环境问题及有关的环境管理情况进行分析,并提出相应的管理对策。

1调查基本情况

本次调查的基准年为1999年,主要调查指标的调查期间为1999年1月1日~1999年12月31日。调查对象是实施规模化和圈养的

畜禽养殖场,调查的起点规模是:年平均存栏数为200头以上的养猪场,40头及以上的奶牛场,80头及以上的肉牛场,2000只及以上的养鸡场,1000只及以上的养鸭和养鹅场。调查采取普查的方式,在全国主要实施规模化养殖的23个省区进行。不同地区的养殖场和不同品种的养殖数量见附表1。

本次共调查规模化畜禽养殖场32564个,如图1-1所示,其中养猪场9244个占28%,养鸡场17906个占55%,养牛场1268个占4%,养鸭和养鹅场4146个占13%。从规模化养殖场的地区分布来看,主要集中在河南、浙江、山东、广东、辽宁、福建、河北、广西、吉林、上海等地区,各地区的数量均超过了1000个,其中河南和浙江两省超过了5000个,这些地区的规模化养殖场总量占总调查数量的83.5%。

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图1-1 规模化养殖场的构成情况

为了确定本次调查的代表程度,这里以养猪场的情况同农业部的有关统计数据进行了比较。如表1-1所示,本次调查的规模化养猪场数量从总体上看,与农业部统计的数据有一定出入。究其原因,这种差异由以下几方面引起:

(1)统计口径的差异,农业部统计是按照出栏量,而本次调查是按照存栏量进行统计;(2)统计范围不同。农业部按全国31个省、市、自治区进行统计,而本次调查是按23个省、市、自治区进行调查统计;(3)调查与统计本身可能产生的误差。对于畜禽养殖业,环保部门是第一次开展这样的摸底调查,在技术、资金和人员等方面存在着一定的困难,因此调查可能有误差。但从总的情况看,本次调查基本摸清了规模化畜禽养殖场的环境问题及环境管理情况,具有很强的代表性。因此,在下面的分析中,利用农业部的相关规模化养殖场统计数据分析规模化畜禽养殖的养殖水平和分布情况,通过本次调查结果说明规模化畜禽养殖环境问题和环境管理现状、水平。

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表1-1 养猪场调查情况同农业部相关统计的对比

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资料来源:农业部的相关统计数据来源于《中国畜牧业年鉴》。

2我国畜牧业的发展及其环境问题

作为农业产业体系的重要组成部分,改革开放以来我国畜牧业的迅速发展,特别是集约化水平的迅速提高,改变了原来的农业结构体系,但是伴随发展过程也带来了相应的环境问题。目前畜牧业带来的环境污染已经成为我国最为严重的污染问题之一。

2.1改革开放以来我国畜牧业发展情况

2.1.1畜牧业发展的总体情况

改革开放以来农村采取一系列改革的政策和措施,特别是进行了畜牧业经济体制的改革,极大地推动了畜牧业生产的快速发展。如表2-1所示,我国的畜牧业实现了连续二十多年突飞猛进的发展,肉类、禽蛋、奶类产量均以每年10%以上的速度递增,取得的成绩令世人瞩目:1985年和1990年禽蛋和肉类产量跃居世界第一位;从1991年开始,我国肉类产量和禽蛋总产量连续几年保持世界第一;1986年和1991年,我国的禽蛋和肉类产量分别首次超过美国;1997年,人均畜产品占有水平肉类41.9千克,超过世界平均水平,蛋17.3千克,超过发达国家平均水平。

表2-1 1978~1999年我国畜牧业的发展

单位:万头、万吨

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资料来源:农业部,《中国农业发展报告’1995、2000》。

畜牧业目前已经成为我国农业经济的一个独立的、重要的产业。50~60年代,全国畜牧业产值占农业总产值的比重,低年度不到10%,高年度也只有14%-15%左右。如图2-1所示,改革开放以来,畜牧业产值及其在农业总产值中的比重持续上升,产值比重年均增长0.7个百分点。到1999年,随着畜牧业商品生产的发展,全国畜牧业产值为6997.58亿元,占农业总产值28.5%,不少地区甚至有的省,畜牧业经济在农村经济中已是“三分天下有其一”,很多饲养业比较发达的地方,已成为农村经济的“半壁江山”。

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图2-1 1978~1999年畜牧业产值比重变化

随着畜牧业的发展,畜牧业收入也逐渐成为农户收入的主要来源。许多畜禽养殖专业户、专业村,畜牧业收入可占到家庭总收入的70%以上,占到农户现金收入的80%以上;在欠发达地区畜牧业收入占到家庭总收入的比重甚至超过了50%,成为脱贫致富的主要手段。从全国平均来看,人均畜牧业纯收入1999年达到157.71元,在农户家庭经营纯收入中的比重接近15%。因此,畜牧业在发展农村经济中的作用越来越为各级政府所重视,在相当一部分地方被列为支柱产业,成为农村经济的重要来源。

2.1.2规模化养殖的发展情况

随着畜牧业的发展,畜禽饲养规模不断扩大,根据农业部(2000)的统计,从全国来看,生猪的规模养殖(年出栏50头以上)已经占到全部当年出栏数的23.2%,其中常年存栏在200头以上的规模化养殖场(相当于年出栏500头)的

饲养总量已占到总出栏量的7.7%;禽类的规模化饲养水平则更高,仅规模饲养肉鸡(年均存栏2000只及以上)的出栏量就占到全国家禽出栏量的48%以上;而蛋鸡的规模化饲养(年均存栏2000只及以上),如果从鸡蛋产量来衡量则占到了44.2%。从各省区来看,如表2-2所示,规模化饲养程度尽管不同养殖品种呈现出不同的特点;但是,综合起来看,北京、上海、广东的总体规模化程度比较高。从规模化畜禽养殖的分布来看,如表2-3所示,不同养殖品种的分布尽管

也呈现出较大的区域差异,但是,各品种的规模化养殖基本上集中在前五位的地区。具体来讲,规模化养殖主要分布在广东、山东、河南、河北、湖南、辽宁、吉林等省区,这些省区的规模化养殖比重接近全部规模化养殖的50%,由此可见规模化养殖分布相对集中。

表2-2 不同品种规模化饲养程度前五位的区域

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资料来源:农业部,《中国畜牧业年鉴’1999》,中国农业出版社,2000。

表2-3 规模化饲养占全国规模化养殖水平前五位的省区

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资料来源:农业部,《中国畜牧业年鉴’1999》,中国农业出版社,2000。

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另外,环境影响比较大的大中型畜禽养殖场主要集中在人口比较集中、水系比较发达的东部沿海环境敏感地区。据农业部的统计(表2-4),我国的大中型畜禽场东部地区占51.6%、中部地区占40.9%、西部地区仅占7.5%。可见,规模化养殖主要集中分布在东部沿海地区和诸多大城市周围。

表2-4 我国大中型畜禽养殖场的数量及分布

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2.2畜牧业发展的总体环境影响评价

2.2.1畜禽养殖的总体环境压力

根据各类畜禽的排污指数以及1999年我国畜禽的饲养量,可以估算1999年我国畜禽养殖粪便排放总量以及污染物的产生量(见表2-5)。

表2-5 1999年全国畜禽养殖排放总量及环境压力情况表

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资料来源:畜禽污染物产生量的数据是根据《中国农村统计年鉴’2000》中畜牧业主要品种饲养量数据及表4-2-4的系数计算而得;工业和生活污染的相关数据来自《中国环境年鉴’2000》;每公顷土地负荷的实际水平由畜禽粪便产生总量除以土地面积计算而得;警报值用实际产生量除以30计算而得。

如上表所示,我国畜禽粪便产生量很大,1999年产生量约为19亿吨,而我国各工业行业每年产生的工业固体废物为7.8亿吨,畜禽粪便产生量是工业固体废弃物的2.4倍,部分地区如河南、湖南、江西这一比例甚至超过4倍,除北京、天津、上海等少数工业发达的城市地区外,大多数地区的值都超过了一倍以上。其中规模化畜禽养殖

场产生的粪便相对于工业固体废弃物的27%,高的地区如山东、广东、湖南等地区甚至超过了40%。而且,畜禽粪便含有极其庞杂的有机污染物,仅COD含量一项分别达7118万吨,远远超过工业废水与生活废水COD排放量之和。可见,畜禽养殖所带来的环境问题已是农村面源污染的主要方面。因此,如果不对畜禽粪便强化管理、合理利用,将造成严重的环境后果。

另外,从畜禽粪便的土地负荷来看,上海市农业科学研究院(1994)提出了相关的家畜粪便负荷警报值分级标准。其内容是:用家畜粪便猪粪当量负荷(Q),同当地农田以猪粪当量计的有机肥理论最大适宜施肥量(P)的比值(R=Q/P),来间接表达各地区家畜粪便负荷量承受程度。式中R即为区域家畜粪便负荷量承受程度有关的警报值,它与承受程度呈反比,即随着R数值的增大,环境对家畜粪便负荷量承受能力逐渐降低,畜禽粪便对环境造成污染威胁性越来越大(如表2-6)。

表2-6 畜禽粪便土地负荷警报值分级的环境影响

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根据中国农业大学李国学(1999)的研究,尽管根据不同畜禽

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品种和不同区域特点会有所变化,但是一般认为每公顷土地能够负荷的畜禽粪便在30~45吨左右,如果高出这一水平就会带来土壤的富营养化,对环境产生影响。这里从环境风险的角度考虑,以最低限度的30吨为最大理论适宜量。这

样,根据各个地区的土地负荷畜禽粪便的情况就可以计算出各地区畜禽粪便负荷的警报水平。结合表2-1和表2-2可知,我国总体的土地负荷警戒值已经达到能够体现出一定环境胁迫水平的0.49,部分地区如北京、上海、山东、河南、湖南、广东、广西等地已经呈现出严重或接近严重的环境压力水平。

2.2.2 畜禽养殖对水体污染的评估

畜禽粪便堆放及清粪冲冼极易进入到水体中,但在不同地区、不同管理水平下畜禽粪便的流失程度差异很大。据国家环保总局南京环科所(1997)对畜禽养殖场粪便流失进行的研究,从全国来看,畜禽粪便污染物进入水体的流失率如表2-3所示:即粪便保持在2~8%的水平上,而液体排泄物则可能达到50%。另外,上海市对集约化畜禽养殖场污染情况进行调查发现,畜禽粪便进入水体的流失率甚至达到25%-30%(上海环保局,2000)。可见表中的畜禽粪便流失率尚属于保守数字。

表2-7 畜禽粪便污染物进入水体流失率

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如果按照表2-7的畜禽粪便流失率,估算我国畜禽粪便主要污染物COD、BOD、NH3-N、TP、TN的流失量分别为797.31、580.87、155.88、46.76和407.14万吨(表2-8)。1999年全国工业废水的

COD排放总量为691.74万吨,生活污水COD排放量为697万吨,则我国畜禽养殖的废水COD排放超过全国工业废水和生活污水的COD排放总量。从区域来看,绝大多数地区同全国的趋势一样,畜禽养殖对水体的污染已经达到或接近生活和工业的污染水平。因此,仅从水体污染来看,畜禽养殖所造成的环境污染,不仅是农村面源污染的主要因素;而且如果不加管理任其发展,必将对我国农村生态环境造成严重影响。

表2-8 我国畜禽粪便污染物进入水体情况及比较

单位:万吨

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资料来源:畜禽污染有关指标根据表4-2-4、2-1及2-3计算;工业和生活污染见《中国环境年鉴’2000》。

事实表明,畜禽粪便的流失已对部分区域的环境质量造成了严重

影响。根据国家环保总局南京环境科学研究所对太湖流域的研究,畜禽粪便流入水体的COD为7.339万吨,总氮为2.175万吨,总磷为0.572万吨,分别占总污染负荷的7.13%、16.67%和10.1%(单正军等,1999)。可见,畜禽粪便的污染是太湖流域的重要污染源之一,对太湖流域富营养化的贡献较大。再如,根据上海市环保局开展的“黄浦江水环境综合整治研究”重大课题的研究,1995年黄浦江水畜禽粪尿产生量达640万吨,畜禽污染物中COD产生量为27.4万吨,BOD为8.86万吨,氨氮为2.49万吨,总氮达13.6万吨,总磷约1.25万吨;如果以25%的流失率计算,整个黄浦江水系全年畜禽粪尿流失约160万吨,可能进入水体之中的各类污染物指标分别为:COD 约为6.86万吨、BOD约为2.22万吨、氨氮为6300吨、总氮达3.4万吨、总磷有3100吨左右,占黄浦江上游污染总负荷的36%;而居民生活、农业、乡镇工业的污染负荷分别为33.8%、19.2%、6%,畜禽养殖业造成的环境污染已成为上海地区最主要的污染源之一。

3规模化养殖场的环境问题及环境管理

传统的家庭畜禽养殖,畜禽粪便可以作为有机肥料及时使用,一般不会产生严重的环境污染。但是,规

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模化畜禽养殖的情况完全不同,由于农牧脱节严重,畜禽粪便产生量大、过于集中,不可能完全实现

合理的直接还田利用。因此,尽管产业比重不大,但从环境风险的角度看,规模化养殖是畜禽养殖环境污染的主要方面。

3.1规模化养殖场的污染负荷

为了估算规模化畜禽养殖场的污染负荷,这里参照农业部环保所对规模化畜禽场生产流程及其污染排放情况的保守估计参数来进行计算。根据农业部环保所的估计,如果以环境影响小、治理费用少的干清粪工艺来对畜禽场进行估算,养猪场粪便清除率为60%、养鸡场为80%、奶牛场为50%;清除的粪便全部被综合利用而不产生污染,剩下的一个体积的固体废弃物需要10个体积的水进行冲洗,这样小型猪场排放废水的COD浓度为10.5公斤/吨、小型鸡场的COD 浓度为11公斤/吨、牛场的COD浓度为4.2公斤/吨。以此来计算不同规模养殖场的污染负荷如表3-1所示。

表3-1 规模化畜禽养殖场污染物排放量的临界估计

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国务院在实施太湖水污染防治中,要求日排放废水100吨或COD在30公斤以上的重点排污单位实现达标排放。如果以此为参照,可以看出大中型的养鸡场、中小型的养猪和养牛场虽然废水排放量不大,但是COD的排放负荷已经接近或超过了这一水平,成为环境污染大户。因此不可忽视规模化畜禽场养殖带来的环境污染,应将其与工业污染源管理一样,纳入正常的环境管理中。

3.2规模化畜禽养殖导致了农牧脱节

伴随着我国规模化畜禽养殖场的迅速发展,在整个农业生产体系中农牧脱节也逐渐加剧。这主要表现在两个方面:

一方面规模化畜禽养殖场建设的孤立性加剧了农牧脱节。在我国由于土地制度的限制,绝大多数规模化畜禽场的建设没有相应的配套耕地,造成比较严重的农牧脱节现象。根据这次对全国部分省区规模化畜禽场的调查,可以得出不同品种、不同规模、不同区域的养殖场拥有耕地的情况,以及折合成可比较的标准畜禽单位1的耕地占有情况。如表3-2所示,尽管在不同区域类型和养殖规模的情况下,畜禽场拥有的耕地规模和单位标准畜禽单位的拥有耕地规模存在着一定的差异,但从总的比较来看差异程度不大,表现出我国规模化畜禽养殖场缺乏配套耕地的现实情况。如表3-2所示,不同类型养殖场单位标准畜禽占有的配套耕地没有达到1亩的基本要求2,占有耕地最少的尚不足0.3亩。这种规模化养殖生产导致了严重的农牧脱节。

表3-2 规模化畜禽场拥有耕地面积情况

单位:亩

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注:中(小)型猪场指常年存栏在200~10000头的范围内,大(中)型猪场指常年存栏大于10000头的范

1这里设定1头猪为标准畜禽单位,则根据产生粪尿中所含全氮水平折合,1头牛约合10个标准畜禽单位,15只家禽约合1个标准畜禽单位。

2根据上海农科院测定,如果用于还田,1个标准畜禽单位的年存栏至少应有1亩耕地来消纳粪尿废弃物,否则会产生土地环境负担过重或者无法消纳的现象,从而产生环境影响。具体参见李国学(1999)。

围内,中(小)型牛场指常年存栏在40~1000头的范围内,大(中)型牛场指常年存栏大于1000头的范围内,中(小)型鸡场指常年存栏在2000~30000只范围内,大(中)型鸡场指常年存栏大于30000只的范围。资料来源于“规模化畜禽养殖污染调查”。

另一方面,我国规模化畜禽养殖的城郊化发展趋势进一步加剧了农牧脱节。近十年为了解决城市居民的肉、蛋、奶问题,抓好“菜篮子工程”,各级政府都高度重视畜牧业的发展,考虑到运输等方面的原因,为降低成本,初期建场多在交通比较方便的城乡部,从而在城市郊区兴建了大批便于机械化生产的大型畜禽养殖场。随着城市发展和人口的增加,有些养殖场已与周边城镇和居民区日益接近甚至连为一体。形成了目前大、中城市周围规模化畜禽养殖场比较集中的现状。如表3-3所示,以北京、上海、天津、杭州的周边畜禽业情况为例,大中城市周围畜禽场的规模化经营比重远远高于全国平均水平,是全国平均水平的几倍。如表3-4所示,以氮素为例,1980年以来全国总氮用量来自于化肥的数量和比重不断上升,而有机肥的数量和比重均大幅度下降,这也从客观上反映了这种农牧脱节的趋势。

表3-3 部分大中城市周边畜禽场规模化经营水平比较

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表3-3 我国的化肥和有机肥在氮素使用情况

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资料来源:崔玉亭等,《化肥与生态环境保护》,北京:化学工业出版社,2000。

3.3规模化畜禽养殖场布局的环境影响

畜禽场布局的环境影响主要是指畜禽场对其周围的居民以及水

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源的可能影响程度。这里以对规模化畜禽场距离民用住房的最小距离(MDS)3和距离养殖场之外的水井、河流、水库等民用取水设施的最小距离来说明我国规模化畜禽场布局可能造成的环境压力。

如表3-5和表3-6所示,尽管表中不同地区、不同养殖规模和养殖类型距离民房和附近的水源地的最小距离并没有明显的规律,但是,从总体上可以看出南方地区畜禽场距离民房和水源较近,易对附近居民和水源造成环境影响。而且,从表中可以看出不同规模之间并没有明显的差异,这一方面说明我国对畜禽养殖没有相应的环境管理,另一方面,也表明许多大型畜禽场对周边的环境影响可能会比较明显。根据加拿大的有关标准,中小型畜禽场会对周边2~3公里范围内、大中型畜禽场会对周边4~6公里范围内的居民和水源地产生环境影响,因此,在这一范围内新建养殖场必须征求居民的意见。但是,从表中可以看出,我国畜禽养殖场基本都建于对居民会产生环境影响的区域范围内,一些地方的规模化畜禽场甚至就建在居民区内,本次调查中有1476个距离畜禽场水源地的距离不超过50米4,占调查畜禽场总数的4.3%,大约占我国规模化养殖场总数的8~10%左右;这次调查中还发现,有5834个规模化畜禽场距离周边居民或水源地不超过150米5,大约占我国规模化养殖场总数的25~40%左右。3在加拿大《畜禽粪肥环境管理实施法规》中明确提出最小间隔距离(MDS)的概念,主要是为了防止畜

禽场对周边居民的异味危害。加拿大推荐的畜禽场建设MDS标准为150米。

4在这一范围内的污染物排放会对水环境产生直接的环境影响,属于水域的环境敏感区。

5根据加拿大的标准以及李国学(1999)对畜禽场气味污染的研究,畜禽场150米周边会产生严重气味污

由于畜禽场选址不当、缺乏管理,不仅对周边生态环境构成威胁,而且在许多地方已经导致畜禽场与周围居民的严重环境纠纷。

表3-5 规模化畜禽场距离民房的最小距离

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注:中小型猪场指常年存栏在200~10000头的范围内,大中型猪场指常年存栏大于10000头,中小型牛场指常年存栏在40~1000头的范围内,大中型牛场指常年存栏大于1000头,中小型鸡场指常年存栏在2000~30000只范围内,大中型鸡场指常年存栏大于30000只。

表3-6 规模化畜禽场距离民用取水点的最小距离

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3.4规模化畜禽养殖场的现实环境影响:江苏的案例

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这里通过对规模化畜禽养殖进行具体的案例研究(农研中心,2000),说明规模化畜禽养殖场对

染。

周边环境的实际影响。农业部农村经济研究中心选择江苏省苏州市常熟市(苏南)及淮阴市洪泽县(苏北)作为典型案例地区。每个案例地区选择四个不同规模、不同养殖类型的中小型养猪场进行调查及取样分析。虽然农民认识到畜禽粪便是有效的肥料和资源,可以通过堆肥、制作有机肥、转化为饲料甚至生产沼气等手段加以利用,但由于运输、储存、含量、经济性等多方面的原因,仅有两家养猪场将液体粪水(粪尿及污水)用作肥料,多数养猪场的液体粪水尚未得到利用,或是在养猪场储粪池内积存,或是排入周边水体。如表3-7所示,这些地区畜牧养殖产生的粪水,其总氮、总磷等有机养分含量丰富,甚至已占牲畜排泄物养分总量的50%左右(农研中心,2000),如果不加处理直接排放到环境中,势必对周边环境特别是水环境造成严重污染。

表3-7 江苏省苏州和淮阴地区养猪场粪尿及污水组成分析

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通过进一步对规模化畜禽养殖场周边地表水及地下水进行对应的调查分析可以确切的了解畜禽场污水排放的环境影响。如表3-8所