集約化奶牛場(chǎng)四季節(jié)污水化學(xué)需氧量污染指數(shù)的測(cè)定

王會(huì)群，高騰云，傅 彤，李改英，廉紅霞

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)畜產(chǎn)品的需求量與日俱增，促使我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)向規(guī)?；c集約化方向發(fā)展，同時(shí)也帶來環(huán)境污染問題。畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為一個(gè)不可忽視的污染源，如忽視對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便進(jìn)行處理及綜合利用，那么其帶來的環(huán)境問題，不僅會(huì)成為公害，還將阻礙畜禽養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。據(jù)調(diào)查，畜禽糞便中化學(xué)需氧量（COD）的排放量已超過工業(yè)廢水和生活廢水排放量的總和，畜禽業(yè)污染已成為中國(guó)環(huán)境污染大戶[2]。中國(guó)環(huán)保部2009年6月4日發(fā)布的《2008年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示：在監(jiān)測(cè)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的26個(gè)湖泊（水庫）中，呈富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的湖（庫）占46.2%[3]。其中畜牧業(yè)污染物排放占很大一部分，在養(yǎng)殖行業(yè)中，奶牛場(chǎng)的污染更為嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，一個(gè)千頭奶牛場(chǎng)日排污水60～100 t，含有機(jī)物，氮，磷，重金屬等。在我國(guó)，幾乎所有的奶牛養(yǎng)殖戶飼養(yǎng)奶牛所產(chǎn)生的排放物都處于直排或變相直排狀態(tài)[4]。污染物排放在相當(dāng)程度上處于放任“自流”狀態(tài)，全國(guó)90%以上的集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)前未經(jīng)過環(huán)境影響評(píng)價(jià)，60%以上的集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)未采取干濕分離（糞便、沖洗水分開）的清潔生產(chǎn)工藝[5]。許多奶牛場(chǎng)疏于對(duì)糞便的科學(xué)管理，使得大量糞便進(jìn)入污水排到場(chǎng)外，糞便和沖洗糞便廢水中含有氮、磷及糞渣等有害物質(zhì)，可以通過地表徑流污染地表水，也可以通過土壤滲入地下污染地下水[6]。水質(zhì)的優(yōu)劣將直接影響到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人體的健康乃致人類的生存[7]。

畜牧養(yǎng)殖特別是奶牛養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的影響越來越受到人們的關(guān)注，如何處理好奶牛養(yǎng)殖發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系已成為當(dāng)今奶牛養(yǎng)殖中急需解決的問題。化學(xué)需氧量（COD）表示在強(qiáng)酸性條件下重鉻酸鉀氧化一升污水中有機(jī)物所需的氧量，可大致表示污水中的有機(jī)物量，是指標(biāo)水體有機(jī)污染的一項(xiàng)重要指標(biāo)，能夠反映出水體的污染程度。如其含量較高，則在水中消耗溶解氧越多，使水缺氧，造成水中大量的動(dòng)植物死亡，同時(shí)厭氧菌大量繁殖，加速水質(zhì)惡化[8]?；瘜W(xué)需氧量是評(píng)價(jià)水污染物排放總量的主要考核指標(biāo)和水污染的主要因素，因此對(duì)奶牛場(chǎng)排放污水中COD的監(jiān)測(cè)尤為必要。本研究針對(duì)集約化奶牛場(chǎng)污水中對(duì)環(huán)境影響較大的COD進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便為有效開展奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)污水污染控制、減排與處理提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣地點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)在集約化生產(chǎn)模式下的河南省某一奶牛場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。奶牛場(chǎng)擁有1 200頭奶牛，符合集約化奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的條件，具有代表性。奶牛場(chǎng)清糞工藝采用干清糞工藝，污水采用沉淀池處理。

1.2 污水采樣

采樣分為春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)，每個(gè)季節(jié)連續(xù)5 d在排污口處采樣。監(jiān)測(cè)期內(nèi)每天上下午各采集1個(gè)污水樣，每次采樣時(shí)注意樣品的代表性。首先用采樣器取幾次污水于混合桶中備用，再?gòu)幕旌贤爸腥? L左右混合水樣到預(yù)處理桶中測(cè)量其pH值，并用濃H2SO4調(diào)節(jié)其pH<2后，裝入清洗過瓶中一周內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，每天測(cè)定2個(gè)樣品，每個(gè)樣品重500 mL以上，4季節(jié)共測(cè)40個(gè)樣品。

1.3 測(cè)定方法

污水的pH值和化學(xué)需氧量分別采用水質(zhì)pH值玻璃電極法（GB 6920-86）[9]與水質(zhì)化學(xué)需氧量重鉻酸鹽法（GB 11914-89）[10]進(jìn)行測(cè)定。

1.4 污染指數(shù)計(jì)算公式

按如下公式計(jì)算污染指數(shù)。

Pi=Ci/Si

式中：Pi—環(huán)境中污染物i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci—環(huán)境中污染物i的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；Si—污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。Pi＜1，未污染，判定為合格；Pi＞1，污染，判定為不合格。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用軟件SPSS16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)值均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 4季節(jié)污水化學(xué)需氧量的比較

由表1可以看出，在4個(gè)季節(jié)中，污水化學(xué)需氧量春季最大，夏季最小，春季與夏、秋、冬3季節(jié)之間差異顯著（p<0.05）;夏季與春、秋季差異顯著（p<0.05），與冬季無明顯差異;秋季與春、夏、冬3季節(jié)之間差異顯著（p<0.05）；冬季與夏季有同樣特征。

2.2 4季節(jié)污水化學(xué)需氧量污染指數(shù)的比較

在4個(gè)季節(jié)中，污水化學(xué)需氧量污染指數(shù)都遠(yuǎn)大于1，這表明存在污染。其中，污水化學(xué)需氧量污染指數(shù)春季最大，夏季最小，春季與夏、秋、冬3季節(jié)之間差異顯著（p<0.05）；夏季與春、秋季差異顯著（p<0.05），與冬季無明顯差異;秋季與春、夏、冬3季節(jié)之間差異顯著（p<0.05）；冬季與夏季有同樣特征（表1）。

表1 4季節(jié)污水化學(xué)需氧量及化學(xué)需氧量污染指數(shù)的比較

3 討論

3.1 4季節(jié)奶牛場(chǎng)污水COD變化

4季節(jié)奶牛場(chǎng)污水磷含量春季最高，夏季最低。這可能是由于春季環(huán)境溫度較低，牛場(chǎng)用于降溫、沖洗糞便的廢水以及奶牛尿液排泄物等較少，雨水較少，對(duì)糞便的淋蝕作用小，雖然糞便隨水流進(jìn)入污水池的幾率和量不大，但污水中有機(jī)物濃度較高，污水中COD濃度較高。相反，夏季降雨量大，牛場(chǎng)用水量多，對(duì)污水的稀釋作用大，所以污水COD濃度就低。

3.2 4季節(jié)奶牛場(chǎng)污水COD污染指數(shù)變化

4季節(jié)奶牛場(chǎng)污水磷污染指數(shù)春季最大，夏季最小，這與污水COD含量直接相關(guān)，因?yàn)镃OD污染指數(shù)是污水COD含量濃度與國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)濃度相比得出的，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是定值，由上述可得，污水COD含量春季較高，夏季最低，所以污水COD污染指數(shù)也呈現(xiàn)同樣的變化特點(diǎn)。

3.3 降低奶牛場(chǎng)污水COD污染指數(shù)的措施

從奶牛飼養(yǎng)上進(jìn)行調(diào)控，提高奶牛對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率，減少糞尿中各種污染物的含量。在一定程度上，奶牛場(chǎng)中奶牛糞尿的有機(jī)物含量是一定的，污水COD污染指數(shù)的大小在很大程度上取決于對(duì)奶牛場(chǎng)糞便的科學(xué)管理。加強(qiáng)糞尿排泄物的管理，首先做好糞便的清理，采用干清糞工藝對(duì)糞便進(jìn)行清理，盡量減少?zèng)_洗糞便的用水量，以減少水的浪費(fèi)。其次，恰當(dāng)?shù)膬?chǔ)存糞便，糞便不能隨意堆放，要有固定的堆放點(diǎn)。儲(chǔ)存糞便的地面應(yīng)進(jìn)行防滲處理，如采用沙子或石灰鋪墊，避免糞便中物質(zhì)的下滲。糞便不應(yīng)露天放置，應(yīng)在儲(chǔ)存糞便地方設(shè)有遮雨的頂棚，以防雨季糞便隨雨水流失造成污染。最后，應(yīng)根據(jù)奶牛場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)情況設(shè)置相應(yīng)的污水處理設(shè)施，對(duì)污水進(jìn)行處理，并按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

4 小結(jié)

從4季節(jié)奶牛場(chǎng)污水COD的測(cè)定平均結(jié)果來看，污水COD的含量是國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的4.8倍，遠(yuǎn)高出國(guó)家污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，COD污染比較嚴(yán)重。在集約化奶牛場(chǎng)中，降低排放污水中COD，實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放對(duì)于控制和改善環(huán)境污染意義重大。其中，糞便的科學(xué)清理與儲(chǔ)存技術(shù)是關(guān)鍵，是減少糞便流失到污水中、降低COD污染指數(shù)的重要環(huán)節(jié)。作為企業(yè)來說，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)4季節(jié)奶牛場(chǎng)排放污水COD污染指數(shù)的季節(jié)變化情況進(jìn)行針對(duì)性處理，對(duì)各個(gè)季節(jié)污水實(shí)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，采取相應(yīng)措施，加強(qiáng)可能造成污水磷污染指數(shù)偏高的每一個(gè)環(huán)節(jié)，改變或控制其中的影響因素，使集約化奶牛場(chǎng)污水的排放盡可能達(dá)到零污染。作為國(guó)家來說，應(yīng)加強(qiáng)國(guó)家立法工作，健全和完善我國(guó)環(huán)保法制，嚴(yán)格執(zhí)法。最后，還要加強(qiáng)輿論部門的宣傳監(jiān)督，提高人們環(huán)保意識(shí)?？傊?，從各個(gè)方面共同努力，完全可以實(shí)現(xiàn)奶牛場(chǎng)綠色生態(tài)養(yǎng)殖，實(shí)現(xiàn)奶牛場(chǎng)持續(xù)健康的生產(chǎn)，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的高品質(zhì)畜產(chǎn)品的需求。

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[9]GB 6920-86，水質(zhì)pH值的測(cè)定（玻璃電極法）[S].

[10]GB 11914-89，水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定（重鉻酸鹽法）[S].

[11]GB18596－2001，畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].