集约化奶牛场四季节污水化学需氧量污染指数的测定

王会群，高腾云，傅 彤，李改英，廉红霞

（河南农业大学牧医工程学院，河南 郑州 450002）

随着经济的迅速发展和生活水平的提高，人们对畜产品的需求量与日俱增，促使我国畜牧业生产向规模化与集约化方向发展，同时也带来环境污染问题。畜禽养殖业已成为一个不可忽视的污染源，如忽视对畜禽养殖业粪便进行处理及综合利用，那么其带来的环境问题，不仅会成为公害，还将阻碍畜禽养殖业的可持续发展[1]。据调查，畜禽粪便中化学需氧量（COD）的排放量已超过工业废水和生活废水排放量的总和，畜禽业污染已成为中国环境污染大户[2]。中国环保部2009年6月4日发布的《2008年中国环境状况公报》显示：在监测营养状态的26个湖泊（水库）中，呈富营养状态的湖（库）占46.2%[3]。其中畜牧业污染物排放占很大一部分，在养殖行业中，奶牛场的污染更为严重。据报道，一个千头奶牛场日排污水60～100 t，含有机物，氮，磷，重金属等。在我国，几乎所有的奶牛养殖户饲养奶牛所产生的排放物都处于直排或变相直排状态[4]。污染物排放在相当程度上处于放任“自流”状态，全国90%以上的集约化畜禽养殖场建设前未经过环境影响评价，60%以上的集约化畜禽养殖场未采取干湿分离（粪便、冲洗水分开）的清洁生产工艺[5]。许多奶牛场疏于对粪便的科学管理，使得大量粪便进入污水排到场外，粪便和冲洗粪便废水中含有氮、磷及粪渣等有害物质，可以通过地表径流污染地表水，也可以通过土壤渗入地下污染地下水[6]。水质的优劣将直接影响到经济的发展、人体的健康乃致人类的生存[7]。

畜牧养殖特别是奶牛养殖对环境的影响越来越受到人们的关注，如何处理好奶牛养殖发展与环境的关系已成为当今奶牛养殖中急需解决的问题。化学需氧量（COD）表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量，可大致表示污水中的有机物量，是指标水体有机污染的一项重要指标，能够反映出水体的污染程度。如其含量较高，则在水中消耗溶解氧越多，使水缺氧，造成水中大量的动植物死亡，同时厌氧菌大量繁殖，加速水质恶化[8]。化学需氧量是评价水污染物排放总量的主要考核指标和水污染的主要因素，因此对奶牛场排放污水中COD的监测尤为必要。本研究针对集约化奶牛场污水中对环境影响较大的COD进行监测，采用污染指数法进行评价，以便为有效开展奶牛养殖场污水污染控制、减排与处理提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 采样地点

实验在集约化生产模式下的河南省某一奶牛场进行监测。奶牛场拥有1 200头奶牛，符合集约化奶牛养殖场的条件，具有代表性。奶牛场清粪工艺采用干清粪工艺，污水采用沉淀池处理。

1.2 污水采样

采样分为春、夏、秋、冬4个季节，每个季节连续5 d在排污口处采样。监测期内每天上下午各采集1个污水样，每次采样时注意样品的代表性。首先用采样器取几次污水于混合桶中备用，再从混合桶中取2 L左右混合水样到预处理桶中测量其pH值，并用浓H2SO4调节其pH<2后，装入清洗过瓶中一周内进行实验室测定，每天测定2个样品，每个样品重500 mL以上，4季节共测40个样品。

1.3 测定方法

污水的pH值和化学需氧量分别采用水质pH值玻璃电极法（GB 6920-86）[9]与水质化学需氧量重铬酸盐法（GB 11914-89）[10]进行测定。

1.4 污染指数计算公式

按如下公式计算污染指数。

Pi=Ci/Si

式中：Pi—环境中污染物i的单项污染指数；Ci—环境中污染物i的实测数据；Si—污染物i的评价标准。Pi＜1，未污染，判定为合格；Pi＞1，污染，判定为不合格。

1.5 数据统计分析

试验数据采用软件SPSS16.0进行统计分析，数值均以均值±标准差（Mean±SD）表示。

2 结果与分析

2.1 4季节污水化学需氧量的比较

由表1可以看出，在4个季节中，污水化学需氧量春季最大，夏季最小，春季与夏、秋、冬3季节之间差异显著（p<0.05）;夏季与春、秋季差异显著（p<0.05），与冬季无明显差异;秋季与春、夏、冬3季节之间差异显著（p<0.05）；冬季与夏季有同样特征。

2.2 4季节污水化学需氧量污染指数的比较

在4个季节中，污水化学需氧量污染指数都远大于1，这表明存在污染。其中，污水化学需氧量污染指数春季最大，夏季最小，春季与夏、秋、冬3季节之间差异显著（p<0.05）；夏季与春、秋季差异显著（p<0.05），与冬季无明显差异;秋季与春、夏、冬3季节之间差异显著（p<0.05）；冬季与夏季有同样特征（表1）。

表1 4季节污水化学需氧量及化学需氧量污染指数的比较

3 讨论

3.1 4季节奶牛场污水COD变化

4季节奶牛场污水磷含量春季最高，夏季最低。这可能是由于春季环境温度较低，牛场用于降温、冲洗粪便的废水以及奶牛尿液排泄物等较少，雨水较少，对粪便的淋蚀作用小，虽然粪便随水流进入污水池的几率和量不大，但污水中有机物浓度较高，污水中COD浓度较高。相反，夏季降雨量大，牛场用水量多，对污水的稀释作用大，所以污水COD浓度就低。

3.2 4季节奶牛场污水COD污染指数变化

4季节奶牛场污水磷污染指数春季最大，夏季最小，这与污水COD含量直接相关，因为COD污染指数是污水COD含量浓度与国家的排放标准浓度相比得出的，国家标准是定值，由上述可得，污水COD含量春季较高，夏季最低，所以污水COD污染指数也呈现同样的变化特点。

3.3 降低奶牛场污水COD污染指数的措施

从奶牛饲养上进行调控，提高奶牛对各种营养物质的消化利用率，减少粪尿中各种污染物的含量。在一定程度上，奶牛场中奶牛粪尿的有机物含量是一定的，污水COD污染指数的大小在很大程度上取决于对奶牛场粪便的科学管理。加强粪尿排泄物的管理，首先做好粪便的清理，采用干清粪工艺对粪便进行清理，尽量减少冲洗粪便的用水量，以减少水的浪费。其次，恰当的储存粪便，粪便不能随意堆放，要有固定的堆放点。储存粪便的地面应进行防渗处理，如采用沙子或石灰铺垫，避免粪便中物质的下渗。粪便不应露天放置，应在储存粪便地方设有遮雨的顶棚，以防雨季粪便随雨水流失造成污染。最后，应根据奶牛场的经济情况设置相应的污水处理设施，对污水进行处理，并按照国家标准实现达标排放。

4 小结

从4季节奶牛场污水COD的测定平均结果来看，污水COD的含量是国家排放标准的4.8倍，远高出国家污水排放的标准，COD污染比较严重。在集约化奶牛场中，降低排放污水中COD，实现污水达标排放对于控制和改善环境污染意义重大。其中，粪便的科学清理与储存技术是关键，是减少粪便流失到污水中、降低COD污染指数的重要环节。作为企业来说，在实际生产中，应根据4季节奶牛场排放污水COD污染指数的季节变化情况进行针对性处理，对各个季节污水实行严格监测，采取相应措施，加强可能造成污水磷污染指数偏高的每一个环节，改变或控制其中的影响因素，使集约化奶牛场污水的排放尽可能达到零污染。作为国家来说，应加强国家立法工作，健全和完善我国环保法制，严格执法。最后，还要加强舆论部门的宣传监督，提高人们环保意识。总之，从各个方面共同努力，完全可以实现奶牛场绿色生态养殖，实现奶牛场持续健康的生产，满足人们日益增长的高品质畜产品的需求。

[1]张景书，梁伟鹏，万云兵，等.南海区畜禽养殖污染现状及防治对策[J].环境科学与技术，2006，29（1）：108-110.

[2]张 敏，邓 宇，张 辉，等.鸡粪水厌氧处理实验研究[J].中国沼气，2005，23（1）：22-24.

[3]吴晶晶，胡 浩.减少污染，中国在行动——解读中国环境状况公告[J].资源与人居环境，2009，（13），54-55.

[4]周立新，吴 华，王兴伟.奶牛场粪污的无害化处理及综合利用[J].四川畜牧兽医，2006，33（5）：28-29.

[5]苏 杨.我国集约化畜禽养殖场污染问题研究[J].中国生态农业学报，2006，14（2）：15-18.

[6]李 民.规模化畜禽养殖场粪污污染与防治措施[J].农业科技通讯，2001，（10）：22-23.

[7]水污染指数的模糊综合评价模型 [J].安阳师范学院学报，2009，（2）：105-107.

[8]周明霞.污水COD超标的影响因素及解决措施 [J].纯碱工业，2003，（1）：11-13.

[9]GB 6920-86，水质pH值的测定（玻璃电极法）[S].

[10]GB 11914-89，水质化学需氧量的测定（重铬酸盐法）[S].

[11]GB18596－2001，畜禽养殖业污染物排放标准[S].