畜禽养殖粪污水中 N、P等含量的研究及对环境影响的分析

2015-12-14寇利卿

地下水 2015年1期

寇利卿

(河北省保定水文水资源勘测局，河北保定 071051)

近年来，我国禽畜养殖业已经从最初的分散养殖向集约化、工厂化养殖转变，禽畜粪污水产生的污染大幅增加，已经成为一个对农村环境产生威胁的面源污染源。我国畜禽养殖业发展迅速，畜禽粪便大量排放，其中含有大量的氮磷元素，这是造成水体富营养化的氮磷的主要来源[1]。例如22个人生活产生的废水远小于养殖1头牛产生并排放的废水，而7个人生活产生的废水仅相当于养殖1头猪产生的污水[2]。规模化养殖污染物中含有大量的氮、磷、悬浮物和致病菌，污染物数量大而且集中，尤其以水质污染和恶臭对环境造成的污染最为严重。畜禽养殖场产生的高浓度有机污水，若得不到有效的处理，而囤积在养殖场，必然造成粪污漫溢、臭气熏天、蚊蝇滋生和人畜共患病的发生。如果随意将粪污排放到江、河、湖泊及池塘内，则可使水严重变质。污水中还可能含有超标的酸、碱、酚、醛和氯化物等残留的消毒药液，可致鱼、虾大量死亡，植物枯萎，甚至使传染病与寄生虫流行。

1 畜禽养殖业废污水中 COD、N、P的含量

根据河北省统计年鉴，每种畜禽都有出栏和存栏两种数量，应根据饲养周期来确定饲养数量为出栏量还是存栏量。猪的平均饲养期为199 d，因此猪的饲养数量就是当年的出栏数;牛的平均饲养期为365 d，因此牛的饲养数量就是年末存栏数;鸡和鸭的平均饲养期为210 d，因此鸡鸭的饲养数量就是当年的出栏数。

河北省2009年底畜禽存出栏量:猪出栏量3 332.87万头，牛存栏量429.11万头，鸡出栏量54 375.59万只，鸭出栏量2 085.93万只。河北省各市畜禽量见表1。

表1 河北省各市畜禽量百头(只)

不同畜禽养殖污水产生系数与污染物平均浓度见表2。

根据不同畜禽粪污中污染物的平均浓度C及畜禽粪污水的产生量 Q，按公式(1)、(2)可计算出 COD、TN和 TP在粪污水中的总含量L总[4]:

式中:L负为粪污水中某污染物的排放负荷，kg/(头*d);C为畜禽粪污中某污染物的平均浓度mg/L;Q为畜禽粪污水的产生量m3/(头*d)。

式中:L总为某污染物总排放量，t/周期;L负为粪污水中某污染物的排放负荷，kg/(头*d);Y为某畜禽当年出栏量，头;T为某畜禽的生长周期，d。

表2 不同畜禽养殖污水产生系数与污染物平均浓度[3]

通过计算得出河北省各市畜禽粪便中 COD、TN和TP含量见表 3、表 4、表 5。

表3 畜禽粪便中COD含量 t

2 畜禽养殖业对环境影响分析

畜禽养殖造成的污染危害主要来源于排泄物，主要有污水、固体粪便和恶臭气体。在畜禽养殖高度密集的地区，畜禽养殖所产生的粪便不能被农田全部消纳，势必造成有机污染。畜禽养殖产生的废物处理不当，将会对水水环境、大气环境、土壤环境等方面产生极大的危害[5，6]。

2.1 对水体的污染影响

畜禽用水和水冲刷所致的污水是畜禽业对水体负荷的主要来源。畜禽的饲养过程用水量很大，生产污水对受纳水体造成的危害也是惊人的。例如一个万头集约化养猪场，每天的用水量高达400～600 m3。高浓度的有机物将随污水一并排出。其中化学需氧量的浓度高达12 000～15 000 mg/L。畜禽粪便污染物如果随意露天堆放，特别是遇到雨天，会使畜禽产生未经处理的污水随雨水一起任意流失。堆放地如没有很好的防水，不仅会对地下水造成污染，而且随雨水或是自流入地表水体后，会造成地表水体的富营养化和黑臭，使水环境恶化，不仅会影响水生生物的生存，而且沿岸的生态环境也将受到影响[7]。

2.2 对大气的污染影响

畜禽养殖业对空气污染的最大问题来自于粪尿的恶臭，而粪尿堆放过程中有机物的腐败分解(氨、硫化氢等)是养殖场恶臭的主要来源，当然动物呼出的气体、皮肤分泌物、粘附于皮肤的污物、外激素等也会产生令人不愉快的气味，但这些都是微量的。同时畜禽场的废弃物也是多种细菌、病毒聚集的场所。这些病原体会附着在灰尘上，与灰尘一起进入空气，造成空气污染[8]。

表4 畜禽粪便TN含量 t

表5 畜禽粪便TP含量 t

2.3 对土壤的污染影响

如果施入土壤的粪便富集微量元素磷、铜、砷等，或是长时间里有害气体、恶臭降落到地面，尤其是水源流经的土壤被畜禽养殖场排出的污水污染，引起的后果将十分严重。调查得到，一个养猪场如果规模为饲养种猪1 500头、母猪100头，猪粪堆放可占据的土地为0.3～1.0 hm2，堆放猪粪的土地会受畜禽粪尿长期的污染，这将会使土地的生产能力完全丧失，且很难在短时间内得以恢复。