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农用沼液编制说明
附件2
国家标准
农用沼液(征求意见稿)
编制说明
标准起草组
二〇一七年十月
农用沼液(征求意见稿)
编制说明
1项目背景
1.1任务来源
2010年,《国家标准委员会关于下达2010年度国家标准制修订计划的通知》(国标委综合〔2010〕87号),安排重庆市经作站(2011年整体并入重庆市农业技术推广总站以下简称重庆市农技总站)和中国标准化研究院共同承担
国家标准计划(20100591-T-424)《农用沼液》制订任务。
1.2工作过程
2007年,国家标准委启动循环经济标准化试点工作,重庆市农技总站首
批承担《三峡库区柑橘、生猪、沼气工程三大特色产业循环经济标准化》试点
任务,2008年科技部、国家质检总局立项安排重庆市农技总站实施“国家支
撑计划”“重要标准推进工程”“三峡库区(农业产业园区)循环经济标准化示
范”课题,2010年12月、2011年10月,分别通过科技部和国家标准委组织
的项目(课题)结题验收和评估2012年。
通过国家循环经济标准化试点项目和国家支撑计划课题的实施,项目研究
提出了《农用沼液》国家标准制定的任务需求。
2010年,经国家标准化委员
会批准,下达国家标准制修订计划(国标委综合[2010]87号),安排重庆市农
2
技总站和中国标准化研究院共同承担国家标准(20100591-T-424)《农用沼液》制订计划。
为此,重庆市农委为进一步规范农用沼液的利用行为,制定了《重
庆市农用沼液无害化处理与利用工程技术规范(试行)》(农办发〔2010〕105号),重庆市质量技术监督局颁布《农用沼液无害化处理技术规程(DB/T485
-2012)》,2013年农业部将项目单位研究的《沼液肥水一体非充分灌溉技术》定为全国农业推荐技术。
实现了技术的可复制、可推广、可持续。
2010年项目立项以来,项目发表相关论文24篇,《三峡环库循环生态农
业带构建与产业化》、《三峡环库循环生态农业带构建与应用》、《柑橘非充分灌
溉综合技术》、《柑橘产区循环农业关键技术创新与应用》等成果,获国家科技
进步二等奖1项(2012),农业部、重庆市科技成果一等奖2项(2010、2016),
农业部、重庆市和中国农业节水协会二等奖6项(2010~2016),支撑沼液肥
替代化肥,其中重庆市长寿区农正农业有限公司的万头生猪养殖场产排的沼
液,被自有的2700亩晚熟柑橘基地全部消纳,2013年以来,单产稳定在2-4
吨/亩,并连续4年实现化肥(氮磷)的基本零施用,为《农用沼液》国家标准的制订提供了良好的工作基础。
2016年,按照科技部、质检总局、国家标准委《关于在国家科技专项实
施中加强技术标准研制工作的指导意见》(国科发资[2016]301号)文件要求,受国家标准委的委托,中国标准化研究院组织相关专家,对该标准进行立项复
审。
专家组通过听取汇报,查阅相关资料和专家质询,一致认为农用沼液无害化处理经过多年推广应用,具有大量实验和应用数据支撑,有地方标准制定的
基础,并获得多项成果奖励。
专家组建议该标准,按照GB/T1.1—2009给出的规则起草,作为推荐性标准开展后续工作。
3
项目牵头单位按照专家评审意见,组织重庆市农业技术推广总站、中国标准化研究院、农业部农业生态与资源保护总站、西北农林科技大学、中国环境科学研究院生态文明研究中心、西南大学、重庆市农业生态与资源保护站、山东民和生物科技股份有限公司、山东福祖生物科技有限公司等单位技术管理人员,组成起草组,就农用沼液及生产使用工作的研究现状和相关标准的制修订
情况,相关法律法规、规章、文件、标准和文献资料进行了收集、整理、分析,利用实地调研、数据收集、专家咨询等多种方法,开展大量研究,经多次研讨,起草了标准的基本框架,并分别与各起草组专家进行了研讨修改工作,于2017年7月完成《农用沼液》草案初稿。
2017年8月29日,中国标准化研究院食品农业所和全国沼气标准化技术
委员会(SAC/TC515)组织标准制定单位召开了起草组工作会,各起草组专家
教授和企业负责人围绕标准制定的目的、定位和适用范围进行逐项确认,细化
了标准质量分类和标准分级要求,增加了农用沼液肥效成分和盐渍化防控的规
范要求,标准牵头起草单位根据起草组专家意见,进行了修改完善,形成征求
意见稿。
2基本情况
2.1我国畜禽粪污产排概况
我国是畜禽养殖大国,猪、羊、小畜禽存栏量居世界第一位,分别占世界
总量的51.6%、19.2%和28.6%;牛存栏量次于印度和巴西,居世界第三位。
畜
禽业发展对满足城乡居民畜产品消费需求、改善营养膳食结构、促进农民增收
做出了重要贡献。
但是,我国畜牧业生产以散养为主,饲养规模较小,生产效
率低,畜产品质量难以保证,与世界其他畜牧业发达国家相比,仍存在很大的
4
差距。
目前,随着畜禽养殖总量和养殖场户规模的不断扩大,畜禽粪污的产排
量不断增加,畜禽养殖带来的环境污染问题越来越突出。
据农业部行业统计,
全国每年产生38亿吨畜禽粪污,综合利用率不到60%;2014年,规模畜禽养
殖化学需氧量和氨氮排放量分别为1049万吨和58万吨,占当年全国总排放量
的45%和25%,占农业源排污总量的95%和76%,全国共有24个省份的畜禽养
殖场(小区)和养殖专业户化学需氧量排放量占到本省农业源排放总量的90%
以上。
综合分析,造成畜禽养殖污染的原因:
一是重发展、轻环保。
长期以来,我国畜牧业发展的主要目标是满足日益增长的畜禽产品消费需求,环境容量问题一直没有得到足够的重视,粪污处理的标准和要求也不统一。
随着畜禽养殖总量的不断增加,粪污的产排量也不断累积增加,特别是近年来全社会环境意识不断增强,法律法规等硬约束相继出台,长期积累的畜禽养殖污染问题越发凸显出来。
二是技术水平低、装备落后。
当前畜牧业分散养殖仍占主体,生猪散养比重接近60%,相当一部分规模养殖场户粪污处理设施设备和工艺技术缺乏,环保意识不强,是畜禽养殖污染的重要来源。
三是利用模式少、运行成本高。
近年,各地涌现出多种针对不同畜种、不
同养殖规模的粪污处理模式,形式多样,但真正大面积推广的低成本、便捷化、经济高效的处理模式不多。
一方面技术模式不成熟、不完备。
干粪好利用,沼液难处理,沼气、沼渣、沼液利用技术工艺和标准不配套,技术标准上的缺陷
往往容易造成沼液弃用导致二次污染。
另一方面原因是经济上不可行。
不仅固定资产投入大,而且运行成本昂贵,让一些养殖场户望而却步。
当前畜禽养殖污染已经成为农业面源污染的重要来源,不容忽视、不可回
5
避,制定农用沼液技术标准,为综合利用畜禽粪污资源,破解沼液粪污综合利
用难题提供技术支撑。
2.2沼液的成分与有害重金属
沼液是以畜禽粪污、农作物秸秆等农业有机废弃物为主要原料,经厌氧发酵工程产生的有机肥与水的混合物,有机物厌氧发酵所涉及的微生物种类较为丰富,厌氧发酵过程中代谢的产物十分复杂,产生的沼液成分也非常复杂,不仅含有丰富的氮、磷、钾等大量营养元素和铜、锌等微量营养元素,而且含有
17种氨基酸、活性酶,这些营养元素基本上是以速效养分形式存在的,因此,
沼液的速效营养能力强,养分可利用率高,是多元的速效复合肥料,能迅速被动物和农作物吸收利用,但是,沼液含水量大,肥效成分低,作有机肥替代化肥,用量很大,施用也很不方便。
项目单位对全国20余个省(自治区、市)沼液的有效成分和砷(As)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)等5种有害重金属进行监测(见表1),
发现主要营养含量较低,各成分间含量变幅比较大,pH:
5.8~7.8,相差34.5%;有机质0.46%~1.97%,相差3.28倍;总氮1.53g/L~26.87g/L,相差16.6倍,总有效成分(全N.P.K)7.17g/L-7.53g/L,相差5.02%,差异较小。
有害重金属:
砷(As)0.00~2.595mg/kg;铬(Cr)0~21.21mg/L;镉
(Cd)0~0.8mg/L;铅(Pb)0~24.1mg/L;汞(Hg)0~3.177mg/L,全部符合农业部《NY/T2596-2014沼肥》行业标准规定。
以重庆三峡库区6个区县的30个养殖场沼液检测为例,砷(As)0.00~2.595mg/L;铬(Cr)0~0.194mg/L;镉(Cd)0~13.4ug/L;铅(Pb)0~8.74ug/L;汞(Hg)0~0.995ug/L
(见表2),与农业部行业标准《NY/T2596-2014沼肥》比较,所有5种有害
6
重金属含量全部符合行业标准,沼液肥总体质量安全性较好;与国家《GB5084
农田灌溉水质标准》比较,所有检测沼液中含有的镉、铅、汞全部符合国家标
准,砷(As)超过农田灌溉水质标准的有13个,占43.3%,铬(Cr)超过农
田灌溉水质标准的有3个,占10.0%,长期施用,容易对土壤造成累计危害,
需要重视。
表1:
全国20个省区市沼液、沼渣中重金属及营养元素含量范围
检测项目
沼液
沼渣
范围
平均值
范围
平均值
行业标准
行业标准
沼肥
NY/T
NY/T
标准
798-2015
798-2015
汞(Hg)
0-3.177
0.54
≤2
0.053-5.4
1.99
≤2
重金属
砷(As)
0.033-2.595
0.40
≤15
1.22-47
27.87
≤15
含量范
铜(Cu)
0-17.1
4.48
——
0-700.8
223.79
——
围
(mg/k
镉(Cd)
0-0.8
0.06
≤3
0.021-16.8
4.84
≤3
g)
铅(Pb)
0-24.1
1.64
≤50
1.83-64.45
16.19
≤50
铬(Cr)
0-21.21
1.92
≤150
2.84-68.22
24.76
≤150
有机肥
NY
NY
标准
525-2011
525-2011
有机质
含量范
0.46-1.97
1.07
≥45
6.51-24.25
15.18
≥45
围(%)
营养元
素含量
范围
HNO3
22.37
——
1.56-188.5
31.31
——
3.02-77.06
(mg/L)
全N(g/L)1.53-26.87
11.51
——
23.81-246.78
89.83
——
全N.P.K
7.35
≥500.00
7.05-8.21
7.58
≥500.00
7.17-7.53
(g/L)
速效N.P.
1.43
——
29.37-61.21
43.89
——
0.56-2.85
K(mg/L)
注:
西北农林科技大学监测部分省区市沼液重金属及营养元素含量
表2:
重庆6区县30个生猪养殖场沼液重金属监测情况
序号
pHN(g/㎏)
P(g/㎏)
As
Cr
Pb
Cd
Hg
K(g/㎏)
(μg/L)
(μg/L)
(μg/L)
(μg/L)
(mg/L)
7
序号
pH
N(g/㎏)
P(g/㎏)
K(g/㎏)
As
Cr
Pb
Cd
Hg
(mg/L)
(μg/L)
(μg/L)
(μg/L)
(μg/L)
1.
7.3
0.50
0.05
0.19
0.056
19.00
2.58
0.28
0.000
2.
6.9
0.30
0.07
0.07
0.015
16.90
7.00
1.02
0.000
3.
7.4
0.59
0.08
0.30
0.132
20.90
4.20
0.967
0.000
4.
7.3
0.47
0.09
0.30
0.024
12.30
1.35
0.638
0.000
5.
5.8
1.34
0.33
0.63
0.018
30.50
1.59
3.14
0.000
6.
7.7
0.70
0.11
0.55
0.046
35.70
3.57
2.21
0.158
7.
7.3
0.54
0.08
0.31
0.084
10.20
1.86
0.301
0.095
8.
7.0
0.12
0.05
0.10
0.000
12.00
3.38
0.966
0.208
9.
7.5
0.77
0.05
0.47
0.188
10.20
1.31
0.527
0.036
10.
7.5
0.77
0.06
0.46
0.190
9.88
2.22
0.46
0.026
11.
7.2
2.12
0.17
0.99
0.290
25.00
6.83
1.18
0.000
12.
7.4
0.92
0.09
0.48
0.128
14.00
4.14
0.833
0.217
13.
7.6
1.40
0.12
0.65
0.272
47.40
7.68
2.215
0.000
14.
7.5
0.51
0.08
0.23
0.023
7.07
1.48
0.958
0.177
15.
7.4
0.39
0.08
0.14
0.013
12.10
1.91
0.25
0.139
16.
7.1
0.43
0.12
0.25
0.014
8.47
3.73
0.914
0.566
17.
7.4
0.55
0.09
0.28
0.096
7.92
4.06
0.57
0.261
18.
7.4
0.89
0.08
0.59
0.284
5.77
5.80
0.463
0.701
19.
7.3
0.44
0.07
0.25
0.190
12.10
2.96
0.274
0.793
20.
7.5
0.24
0.04
0.18
0.115
8.37
3.35
0.246
0.357
21.
7.0
0.96
0.20
0.56
2.595
194.00
6.28
4.58
0.000
22.
7.6
0.75
0.04
1.05
0.000
7.97
2.19
0.346
0.072
23.
7.1
0.63
0.12
0.31
0.201
7.77
1.16
0.206
0.202
24.
7.2
0.73
0.18
0.35
0.295
18.60
6.98
1.05
0.995
25.
7.8
0.07
0.04
0.07
0.025
5.16
4.65
0.422
0.283
26.
7.6
2.13
0.07
1.12
0.238
17.10
4.18
1.82
0.000
27.
6.9
0.41
0.11
0.27
0.041
144.00
3.32
2.73
0.008
28.
7.6
0.58
0.04
0.91
0.049
9.68
4.89
1.11
0.620
29.
7.7
2.15
0.08
0.60
0.016
11.00
8.54
1.41
0.000
30.
7.3
1.29
0.12
0.64
0.448
145.00
8.74
13.4
0.635
平均
7.31
0.79
0.10
0.44
0.20
29.54
4.06
1.52
0.22
注:
监测区域为三峡库区万州、开州、梁平、涪陵、渝北、江津等
6个区县;《农田灌溉水》超标:
砷(As)13个占43.3%,铬(Cr)3个占10%,合计超标
14个(As、Cr),占46.7%。
8
3标准制定的必要性
3.1制定标准的必要性
畜禽粪污排放和农作物秸秆等有机物弃用,是农业面源污染的主要来源,直接威胁着土地和水源环境的安全。
近年来,我国畜禽养殖总量不断上升,每年产生38亿吨畜禽粪便,有效处理率却不到50%,同时化肥滥用所带来的环境问题也日益突出,如何通过生态循环手段资源化利用这些有机废弃资源,部分替代化肥和灌溉水,是国家层面需要解决的重大环境问题。
当前,按照国家《GB18596畜禽养殖业污染物排放标准》处理和规范养
殖场废水排放,不仅运行成本高,较难达到排放标准要求,养殖业推广应用困
难,而且没有有害重金属限量指标,畜禽粪污对环境具有严重的潜在危害。
通
过干湿分离、沼气工程处理,沼液水肥一体还田循环利用,实现农林牧多业共
生循环生产,是推进资源利用节约化、生产过程清洁化、产业链循环化、废弃
物处理资源化的重要措施,但是,沼液水肥一体,水多肥少,肥效浓度低、使
用量大,实现低成本、便捷化、无害化还田还存在诸多标准化技术问题,使用
极不方便,导致大多沼液随处排放造成二次排放污染。
据中国沼气所6省区调
查(张国治,等.大中型沼气工程沼渣沼液利用意愿现状调研及问题分析[J].中国沼气,2009,28
(1):
21-24.),在免费施用条件下,沼液弃用比例达67%,实际利用率堪忧,成为面源污染的重要来源。
从2007年以来,在科技部、农业部、财政部、国家标准委和国务院三建
委的支持下,项目单位研发了沼液无害化处理及肥水一体灌溉系列设备,集成创新了沼液肥水一体灌溉技术,建成了三峡库区、黄土高原等区域循环农业标准化示范园,为农业沼畜循环标准化工作的开展提供了技术支撑。
9
3.2制定标准的意义
当前,我国缺乏农用沼液质量和生产、检验、施用标准,缺少无害化处理
与便捷化利用的技术规程和相应的无害化处理与灌溉装备的标准建安要求。
生
产中常出现有害重金属随沼液还田污染耕地,沼液灌溉中管道产气爆管、磷酸氨镁结晶堵塞失效和长期使用土壤的盐渍化问题等,以致绝大部分粪污或沼液还田难,造成弃用污染。
亟需制定《农用沼液》国家标准,以规范沼液利用行为,实现节能减排,确保农业循环经济的顺利发展。
长期以来,我国沼液还田主要采用《GB5084-2005农田灌溉水质标准》,
其有机质、总氮、总磷和有益重金属锌、铜等肥效成分限定值很低,砷、镉、铬、铅、汞等有害重金属限制较严,导致大量沼液不能资源化还田利用。
我们
按照《GB5084-2005》标准,分析重庆抽样沼液的质量,发现砷超标率占43.3%,最高的超标25.95倍,靠现有技术,很难进行低成本无害化处理,但是,绿化苗木,棉花、桑树、麻类等非食用农产品等施用这些沼液,不会产生农产品质
量安全隐患,如果采用质量分类标准,完全可以扩大沼液的应用范围,基本实现沼液粪污的资源化利用和零排放。
目前,农业部已经颁布《NY/T2596-2014沼肥》标准,重庆市质监局颁布了《农用沼液无害化处理技术规程(DB/T485-2012)》,验证试验已经完成,并在较大面积得到应用和推广,相关《沼液肥水一体非充分灌溉技术》等被农业部定为全国农业推荐技术,国家标准制定条件已经具备。
2017年7月7日,农业部发布了《畜禽粪污资源化利用行动方案(2017
—2020年)》,明确提出:
实施农村沼气工程项目,重点支持以沼气工程为纽带,实现苹果、柑橘、设施蔬菜、茶叶等高效经济作物种植与畜禽养殖有机结
10
合的果(菜、茶)沼畜种养循环项目。
支持大型粪污能源化利用企业建立粪污收
集利用体系,配套与粪污处理规模相匹配的消纳土地,促进沼液就近就地还田
利用。
通过制定《农用沼液》标准,规定农用沼液的功能分类、质量要求、分
析方法、检测和标志、运输、储存等技术要求,可以利用畜禽粪污、农作物秸秆等有机废弃物,经厌氧发酵工程处理用于农业生产,不仅可以提升地力,改善农作物的品质和提高产量,还可以实现清洁生产和农业资源的循环利用,推动生态农业及美丽乡村的健康发展,社会、经济和生态意义重大。
4国内外相关法规和标准
4.1国内相关法规和标准情况
长期以来,我国沼渣沼液利用标准缺乏,在国家标准层面,畜禽粪物排放执行《GB18596畜禽养殖业污染物排放标准》,规范沼渣沼液排放行为,对沼液中的肥、水资源浪费很大,而且实现达标排放的成本很高,弃用污染严重。
国家鼓励沼渣沼液资源化还田利用,执行《GB5084农田灌溉水质标准》,导致氮、磷、有机质和重金属微量元素锌、铜等肥效营养元素难以达标。
2011年以来,农业部先后颁布了《NY/T2065-2011沼肥施用技术规范》、
《NY/T2374-2013沼气工程沼液沼渣后处理技术规范》、《NY/T2596-2014沼
肥》等相关行业标准。
《NY/T2065-2011沼肥施用技术规范》规定了沼气池制取沼肥的工艺条件、理化性状,主要污染物允许含量、综合利用技术与方法,适用于以畜禽粪便为主要发酵原料的户用沼气发酵装置所产生的沼肥用于粮
油、果树、蔬菜、食用菌等的施用。
《
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