规模鸭场对空气和水环境影响的研究

规模鸭场对空气和水环境影响的研究

作者：席磊 郭宏伟 石志芳 来源：《湖北农业科学》2014年第13期

摘要：以河南某规模肉鸭场为研究对象，通过测定鸭场缓冲区、管理区、生产区、隔离区的CO2、NH3浓度，鸭场污水排出口和其上、下游河流中氨氮、TP、COD、BOD5的含量，以考察规模鸭场对周围空气质量和水环境的影响。结果表明：①4个区域的CO2、NH3浓度呈现出隔离区>生产区>管理区>缓冲区的规律，且各区域之间均差异显著（P﹤0.05）；4个区域NH3浓度均没有超标，但缓冲区、管理区的CO2浓度分别超标46.76%、18.73%。②鸭场污水排出口氨氮、TP、COD、BOD5浓度与其上、下游河流相比均差异显著（P下游>上游；鸭场污水排出口氨氮、TP、COD、BOD5浓度分别超标149.26%、70.25%、79.60%、95.16%；下游各项水质污染指数较上游分别提高了1.35、2.47、1.01、0.61倍。说明规模鸭场对周围空气中CO2浓度有一定的影响，对水环境造成了不同程度的污染。 关键词：规模鸭场；污染；空气质量；水环境

中图分类号：S834 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）13-3124-04 Effects of Large-scale Duck Farms on The Air and Water Environment XI Lei，GUO Hong-wei，SHI Zhi-fang

（Henan University of Animal Husbandry and Economy， Zhengzhou 450011， China） Abstract： The effects of larger-scale duck farms on air and water environment were investigated through detecting the concentration of CO2，NH3 in the air of the farm’s buffer zone， management area， production area and isolation area， the content of NH3-N， TP， COD and BOD5 in the waste water and nearby river of a large scale duck farm in Henan province. The results showed that the concentration of CO2 and NH3 in isolation area were the highest， followed by production， management and buffer zone（P﹤0.05）. The concentration of NH3 in the air of the four area did not exceed the figure allowed. The concentration of CO2 in the buffer and management area exceeded maximum contaminant level proposed by 46.76% and 18.73%. The content of NH3-N， TP，COD and BOD5 in the outfall of duck waste water had significant difference from those in its downstream and upstream（P﹤0.05）. Each index in the outfall of duck waste water exceeded maximum contaminant level proposed by 149.26%， 70.25%， 79.60% and 95.16%， respectively. The water pollution index of downstream was raised 135%， 247%， 101% and 61% compared with the

upstream. It is indicated that the large-scale duck farm had certain effect on the CO2 concentration of ambient air and caused water environmental pollution in different degrees.

Key words： larger-scale duck farms； pollution； air quality； water environment

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随着中国畜禽养殖业的迅猛发展，畜禽养殖排泄物已成为中国农村面源污染的主要来源之一。据统计，全国畜禽排泄物每年约为19亿t，是全国工业固体废弃物的24倍[1]。畜禽排泄物污染不仅可以通过水体、土壤、空气等危害动物和人类的健康，而且已经成为制约畜牧业可持续发展的瓶颈，畜禽养殖带来的环境污染问题受到了各国政府的高度重视。2006年美国环境保护署（EPA）启动了《国家（畜牧业）气体排放监测》（NAEMS）大型研究项目，开展了规模畜禽场空气污染物的监测方法与技术、排放系数和排放总量预测等方面的研究。中国自2001年以来相继出台了《畜牧养殖污染防治管理办法》、《畜牧业养殖管理办法》、《畜牧养殖业污染物排放标准》等管理法规；2014年1月正式实施《畜禽规模养殖污染防治条例》。

各项管理法规的出台，使畜禽养殖业进入了结构调整与污染综合治理的转型升级期，养殖场环境的检测与评价是《畜禽规模养殖污染防治条例》顺利实施的基础与保障。中国是世界上养鸭最多的国家，占世界总存栏量的69.7%，远远高于世界平均水平[2]。一只鸭子就是一个污染源，一个鸭场就是一个大型污染排放场。目前，国内对鸭养殖的研究主要集中在饲料营养、饲养环境、品种选育、疾病防控等领域[3-5]，对鸭养殖场的污染物排放状况、鸭养殖场对周围空气和水环境影响的相关研究鲜见报道。本研究以河南某规模肉鸭场为研究对象，通过采集鸭场污水排出口和附近河流的水样，开展水体中氨氮、总磷（TP）、COD、BOD5的检测；测定鸭场缓冲区、管理区、生产区、隔离区的CO2、NH3浓度，考察规模化鸭场对周围空气和水环境的影响程度，以期为规模化鸭场清洁生产与环境评价提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 试验时间与地点

现场采集试验于2013年4月1～18日在河南濮阳某规模肉鸭养殖示范基地进行，预试期3 d，正式试验期15 d；4月20～28日在河南牧业经济学院畜禽环境卫生实验室进行样品测定试验。肉鸭养殖基地占地26.7 hm2，共有鸭棚30座，肉鸭存栏规模30万只。 1.2 样品采集与测定方法

1.2.1 空气环境指标 试验选取规模鸭场的缓冲区及场区中管理区、生产区、隔离区等4个区域，根据耿爱莲等[6]的方法，每个区域按照“W”型确定9个位点，在试验期内每天8：00、14：00和20：00分别由同一人在鸭舍进行空气中NH3、CO2浓度的测定。NH3浓度的测定采用气体检测管法（北京劳动保护研究所，检测管NH3浓度范围1～50 mg/m3）。CO2浓度的测定采用手提CO2测定仪（Hand-Held Carbon Dioxide Meter GM70，Vaisala，USA）。采样高度均为0.20 m，采样后分析NH3和CO2浓度，以3次测定的平均值作为当天的浓度。 1.2.2 水环境指标 选择鸭场的污水排出口及其上、下游水体（距离鸭场1 km左右的河流）取水样，河流采样点选择鸭场污水入河口上游100 m和鸭场污水入河口下游500 m处。每天根据鸭场污水排出时间，分上午和下午在同一个采样地点各取样一次。采样时，将采样器浸入水

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中，使采样瓶口位于水面下20～30 cm，然后拉开瓶塞，使水进入瓶中；连续采样5 d，使用加酸保存法（将pH调至2.0）对水样进行保存。水样中氨氮、TP、COD、BOD5的测定分别采用纳氏试剂比色法[7]、钼酸铵分光光度法[8]、重铬酸钾法[9]、稀释与接种法[10]。 1.3 测定指标评价

规模鸭场空气环境指标评价按照文献[11]进行；环境指标评价分别参考文献[12，13]，污染等级均采用单因子污染指数法进行评价[14]，计算公式：I=Ci/Si，其中I为污水综合质量指数，Ci为实测值，Si为质量标准。污水质量分级标准见表1。 1.4 数据处理

用Excel和SPSS软件对测定数据进行统计处理，并对缓冲区、场区（管理区、生产区、隔离区）空气中CO2、NH3浓度进行分析比较。空气和水样指标均采用单因素方差分析，以LSD和Tukey′s-b进行差异显著性检验，以P 2 结果与分析

2.1 规模鸭场对空气环境指标的影响

试验期内，规模鸭场空气中的CO2、NH3日平均浓度呈现一定的波动，各区域同一指标日浓度变化范围不大，但缓冲区或舍外的测定点可能因受到风速、温度和气压的影响而出现显著下降。各检测区域的CO2、NH3的平均浓度见表1。由表1可以看出，4个检测区域CO2、NH3的浓度间均存在显著差异，且均呈现出隔离区>生产区>管理区>缓冲区。对照《畜禽场环境质量标准》[11]，缓冲区、管理区NH3平均浓度均低于国家标准，而CO2平均浓度则分别超过国家标准46.76%、18.73%；生产区、隔离区CO2、NH3平均浓度均低于国家标准，说明该规模鸭场对周围空气环境中CO2浓度有一定的影响，但没有引起NH3污染。 2.2 规模鸭场对水环境的影响

试验期内，鸭场污水排出口、周围河流上、下游水指标检测情况见表3。由表3可以看出，污水排出口氨氮、TP、COD、BOD5等各项指标与其上、下游水体相比均差异显著（P河水下游>河水上游。河水上游各项水指标中除了TP含量不超国家地表水环境质量标准外，氨氮、COD、BOD5指标分别超过国家标准的328.0%、26.9%、105.2%，说明河水上游也存在一定的污染；鸭场污水排出口的各项水指标均超过国家畜禽养殖业污染物排放标准，分别超出149.26%、70.25%、79.60%、95.16%，水指标污染指数（图1）分别为2.49、1.70、1.80、1.95，属于较严重污染；下游检测点水指标均超出国家地表水环境质量标准，并且各指标污染指数（图2）分别为10.07、3.30、2.55、3.31，属于严重污染，说明河水下游污染程度的增加是由鸭场污水排放所致。 3 讨论

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按照《畜禽场环境质量标准》（NY/T388-1999）规定，畜禽场应设置有舍区、场区和缓冲区。舍区为畜禽所处的半封闭的生活区域，即畜禽直接的生活环境区；场区为规模化畜禽场围栏或院墙以内、舍区以外的区域；缓冲区是指在畜禽场外周围，沿场院向外≤500 m范围内的畜禽保护区，该区具有保护畜禽场免受外界污染的功能。按照畜禽场建设规划[15]要求，场区内根据生产功能，通常分为生活管理区、生产辅助区、生产区、病畜隔离与粪污处理综合利用区。本研究根据污染物产生及其对环境影响的大小关系，选取了缓冲区、管理区（即生活管理区与生产辅助区）、生产区、隔离区（病畜隔离与粪污处理综合利用区）等4个代表性测定点；为了方便分析鸭场对环境影响的状况，在选取国家相关指标标准时，采用管理区对应《畜禽场环境质量标准》（NY/T388-1999）所规定的场区，生产区与隔离区对应《畜禽场环境质量标准》（NY/T388-1999）所规定的舍区。

畜禽养殖场生产中空气污染成分主要以氨、硫化氢、硫醇类、粪臭素为主，而CO2、NH3是影响空气质量的主要组成部分。畜禽场内NH3浓度过高不仅会影响畜禽的健康生长，而且易造成对周围环境的污染，因此控制畜禽场NH3的排放是畜牧生产健康发展的需要[16]；CO2本身是一种没有毒性的气体，但是在畜禽舍中CO2浓度过高会导致空气中的氧气减少，使畜禽生产水平下降[17]。本研究选取CO2、NH3作为有害气体，考察鸭场对周围空气质量的影响，结果表明，4个检测区域内，仅缓冲区、管理区CO2浓度超标（分别超过国家标准46.76%、18.73%），其他区域CO2、NH3浓度均符合要求。说明该规模鸭场对周围空气中CO2浓度有一定的影响，但没有引起NH3污染。

畜禽场对水体的污染主要为有机物污染、微生物污染、有毒有害物污染。有机物污染主要是养殖场粪污中含有的碳氢化合物、含氮、含磷有机物和未被消化的营养物质超量排放进入自然水体后，可使水体中固体悬浮物（SS）、化学耗氧量（COD）、生化需氧量（BOD）升高，难以自净，引起水体富营养化。本试验结果表明，鸭场排出口污水中的氨氮、TP、COD、BOD5指标均超过国家畜禽养殖业污染物排放标准，分别超出149.26%、70.25%、79.60%、95.16%；并且使排出口下游河水检测点较上游检测点各项水质污染指数分别提高了1.35、2.47、1.01、0.61倍。说明该规模鸭场对水环境造成了不同程度的污染。 4 结论

所调研的规模鸭场NH3排放不超标，但周围空气中CO2浓度高于国家标准；从水环境污染来看，该鸭场排放的污染物对周围水环境造成了影响，鸭场排污口下游检测点水质指标均超出国家《地表水环境质量标准》，尤其是氨氮，水体中含量达20.14 mg/L，污染指数为10.07，属严重污染级别。调研发现，该鸭场没有专门的粪污贮存与处理场所，污水也仅是采用三级沉淀池进行简单处理，固体粪污贮存既没有防雨设施也没有防渗措施，粪污管理非常不规范。这也是该场对周围水环境产生污染的重要原因。建议该场加强粪污管理，建设防雨、防渗粪污贮存场所与粪污处理设施，提高粪污处理能力与综合利用程度。 参考文献：

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