集約化奶牛場四季節(jié)污水化學(xué)需氧量污染指數(shù)的測定

王會群，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)濟的迅速發(fā)展和生活水平的提高，人們對畜產(chǎn)品的需求量與日俱增，促使我國畜牧業(yè)生產(chǎn)向規(guī)模化與集約化方向發(fā)展，同時也帶來環(huán)境污染問題。畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為一個不可忽視的污染源，如忽視對畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便進行處理及綜合利用，那么其帶來的環(huán)境問題，不僅會成為公害，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)污染已成為中國環(huán)境污染大戶[2]。中國環(huán)保部2009年6月4日發(fā)布的《2008年中國環(huán)境狀況公報》顯示：在監(jiān)測營養(yǎng)狀態(tài)的26個湖泊（水庫）中，呈富營養(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，奶牛場的污染更為嚴重。據(jù)報道，一個千頭奶牛場日排污水60～100 t，含有機物，氮，磷，重金屬等。在我國，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]。污染物排放在相當程度上處于放任“自流”狀態(tài)，全國90%以上的集約化畜禽養(yǎng)殖場建設(shè)前未經(jīng)過環(huán)境影響評價，60%以上的集約化畜禽養(yǎng)殖場未采取干濕分離（糞便、沖洗水分開）的清潔生產(chǎn)工藝[5]。許多奶牛場疏于對糞便的科學(xué)管理，使得大量糞便進入污水排到場外，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）表示在強酸性條件下重鉻酸鉀氧化一升污水中有機物所需的氧量，可大致表示污水中的有機物量，是指標水體有機污染的一項重要指標，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，造成水中大量的動植物死亡，同時厭氧菌大量繁殖，加速水質(zhì)惡化[8]。化學(xué)需氧量是評價水污染物排放總量的主要考核指標和水污染的主要因素，因此對奶牛場排放污水中COD的監(jiān)測尤為必要。本研究針對集約化奶牛場污水中對環(huán)境影響較大的COD進行監(jiān)測，采用污染指數(shù)法進行評價，以便為有效開展奶牛養(yǎng)殖場污水污染控制、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

實驗在集約化生產(chǎn)模式下的河南省某一奶牛場進行監(jiān)測。奶牛場擁有1 200頭奶牛，符合集約化奶牛養(yǎng)殖場的條件，具有代表性。奶牛場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個季節(jié)，每個季節(jié)連續(xù)5 d在排污口處采樣。監(jiān)測期內(nèi)每天上下午各采集1個污水樣，每次采樣時注意樣品的代表性。首先用采樣器取幾次污水于混合桶中備用，再從混合桶中取2 L左右混合水樣到預(yù)處理桶中測量其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)進行實驗室測定，每天測定2個樣品，每個樣品重500 mL以上，4季節(jié)共測40個樣品。

1.3 測定方法

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]進行測定。

1.4 污染指數(shù)計算公式

按如下公式計算污染指數(shù)。

Pi=Ci/Si

式中：Pi—環(huán)境中污染物i的單項污染指數(shù)；Ci—環(huán)境中污染物i的實測數(shù)據(jù)；Si—污染物i的評價標準。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)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用軟件SPSS16.0進行統(tǒng)計分析，數(shù)值均以均值±標準差（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個季節(jié)中，污水化學(xué)需氧量污染指數(shù)都遠大于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)奶牛場污水COD變化

4季節(jié)奶牛場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，對糞便的淋蝕作用小，雖然糞便隨水流進入污水池的幾率和量不大，但污水中有機物濃度較高，污水中COD濃度較高。相反，夏季降雨量大，牛場用水量多，對污水的稀釋作用大，所以污水COD濃度就低。

3.2 4季節(jié)奶牛場污水COD污染指數(shù)變化

4季節(jié)奶牛場污水磷污染指數(shù)春季最大，夏季最小，這與污水COD含量直接相關(guān)，因為COD污染指數(shù)是污水COD含量濃度與國家的排放標準濃度相比得出的，國家標準是定值，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。

3.3 降低奶牛場污水COD污染指數(shù)的措施

從奶牛飼養(yǎng)上進行調(diào)控，提高奶牛對各種營養(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，奶牛場中奶牛糞尿的有機物含量是一定的，污水COD污染指數(shù)的大小在很大程度上取決于對奶牛場糞便的科學(xué)管理。加強糞尿排泄物的管理，首先做好糞便的清理，采用干清糞工藝對糞便進行清理，盡量減少沖洗糞便的用水量，以減少水的浪費。其次，恰當?shù)膬Υ婕S便，糞便不能隨意堆放，要有固定的堆放點。儲存糞便的地面應(yīng)進行防滲處理，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)奶牛場的經(jīng)濟情況設(shè)置相應(yīng)的污水處理設(shè)施，對污水進行處理，并按照國家標準實現(xiàn)達標排放。

4 小結(jié)

從4季節(jié)奶牛場污水COD的測定平均結(jié)果來看，污水COD的含量是國家排放標準的4.8倍，遠高出國家污水排放的標準，COD污染比較嚴重。在集約化奶牛場中，降低排放污水中COD，實現(xiàn)污水達標排放對于控制和改善環(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，在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)4季節(jié)奶牛場排放污水COD污染指數(shù)的季節(jié)變化情況進行針對性處理，對各個季節(jié)污水實行嚴格監(jiān)測，采取相應(yīng)措施，加強可能造成污水磷污染指數(shù)偏高的每一個環(huán)節(jié)，改變或控制其中的影響因素，使集約化奶牛場污水的排放盡可能達到零污染。作為國家來說，應(yīng)加強國家立法工作，健全和完善我國環(huán)保法制，嚴格執(zhí)法。最后，還要加強輿論部門的宣傳監(jiān)督，提高人們環(huán)保意識。總之，從各個方面共同努力，完全可以實現(xiàn)奶牛場綠色生態(tài)養(yǎng)殖，實現(xiàn)奶牛場持續(xù)健康的生產(chǎn)，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的高品質(zhì)畜產(chǎn)品的需求。

[1]張景書，梁偉鵬，萬云兵，等.南海區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染現(xiàn)狀及防治對策[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006，29（1）：108-110.

[2]張 敏，鄧 宇，張 輝，等.雞糞水厭氧處理實驗研究[J].中國沼氣，2005，23（1）：22-24.

[3]吳晶晶，胡 浩.減少污染，中國在行動——解讀中國環(huán)境狀況公告[J].資源與人居環(huán)境，2009，（13），54-55.

[4]周立新，吳 華，王興偉.奶牛場糞污的無害化處理及綜合利用[J].四川畜牧獸醫(yī)，2006，33（5）：28-29.

[5]蘇 楊.我國集約化畜禽養(yǎng)殖場污染問題研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2006，14（2）：15-18.

[6]李 民.規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場糞污污染與防治措施[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2001，（10）：22-23.

[7]水污染指數(shù)的模糊綜合評價模型 [J].安陽師范學(xué)院學(xué)報，2009，（2）：105-107.

[8]周明霞.污水COD超標的影響因素及解決措施 [J].純堿工業(yè)，2003，（1）：11-13.

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

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

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