集約化奶牛場四季節污水化學需氧量污染指數的測定

王會群，高騰云，傅 彤，李改英，廉紅霞

（河南農業大學牧醫工程學院，河南 鄭州 450002）

隨著經濟的迅速發展和生活水平的提高，人們對畜產品的需求量與日俱增，促使我國畜牧業生產向規模化與集約化方向發展，同時也帶來環境污染問題。畜禽養殖業已成為一個不可忽視的污染源，如忽視對畜禽養殖業糞便進行處理及綜合利用，那么其帶來的環境問題，不僅會成為公害，還將阻礙畜禽養殖業的可持續發展[1]。據調查，畜禽糞便中化學需氧量（COD）的排放量已超過工業廢水和生活廢水排放量的總和，畜禽業污染已成為中國環境污染大戶[2]。中國環保部2009年6月4日發布的《2008年中國環境狀況公報》顯示：在監測營養狀態的26個湖泊（水庫）中，呈富營養狀態的湖（庫）占46.2%[3]。其中畜牧業污染物排放占很大一部分，在養殖行業中，奶牛場的污染更為嚴重。據報道，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，幾乎所有的奶牛養殖戶飼養奶牛所產生的排放物都處于直排或變相直排狀態[4]。污染物排放在相當程度上處于放任“自流”狀態，全國90%以上的集約化畜禽養殖場建設前未經過環境影響評價，60%以上的集約化畜禽養殖場未采取干濕分離（糞便、沖洗水分開）的清潔生產工藝[5]。許多奶牛場疏于對糞便的科學管理，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，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]。水質的優劣將直接影響到經濟的發展、人體的健康乃致人類的生存[7]。

畜牧養殖特別是奶牛養殖對環境的影響越來越受到人們的關注，如何處理好奶牛養殖發展與環境的關系已成為當今奶牛養殖中急需解決的問題。化學需氧量（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，加速水質惡化[8]。化學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的監測尤為必要。本研究針對集約化奶牛場污水中對環境影響較大的COD進行監測，采用污染指數法進行評價，以便為有效開展奶牛養殖場污水污染控制、減排與處理提供科學理論依據。

1 材料與方法

1.1 采樣地點

實驗在集約化生產模式下的河南省某一奶牛場進行監測。奶牛場擁有1 200頭奶牛，符合集約化奶牛養殖場的條件，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，每個季節連續5 d在排污口處采樣。監測期內每天上下午各采集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左右混合水樣到預處理桶中測量其pH值，并用濃H2SO4調節其pH<2后，裝入清洗過瓶中一周內進行實驗室測定，每天測定2個樣品，每個樣品重500 mL以上，4季節共測40個樣品。

1.3 測定方法

污水的pH值和化學需氧量分別采用水質pH值玻璃電極法（GB 6920-86）[9]與水質化學需氧量重鉻酸鹽法（GB 11914-89）[10]進行測定。

1.4 污染指數計算公式

按如下公式計算污染指數。

Pi=Ci/Si

式中：Pi—環境中污染物i的單項污染指數；Ci—環境中污染物i的實測數據；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 數據統計分析

試驗數據采用軟件SPSS16.0進行統計分析，數值均以均值±標準差（Mean±SD）表示。

2 結果與分析

2.1 4季節污水化學需氧量的比較

由表1可以看出，在4個季節中，污水化學需氧量春季最大，夏季最小，春季與夏、秋、冬3季節之間差異顯著（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季節之間差異顯著（p<0.05）；冬季與夏季有同樣特征。

2.2 4季節污水化學需氧量污染指數的比較

在4個季節中，污水化學需氧量污染指數都遠大于1，這表明存在污染。其中，污水化學需氧量污染指數春季最大，夏季最小，春季與夏、秋、冬3季節之間差異顯著（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季節污水化學需氧量及化學需氧量污染指數的比較

3 討論

3.1 4季節奶牛場污水COD變化

4季節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季節奶牛場污水COD污染指數變化

4季節奶牛場污水磷污染指數春季最大，夏季最小，這與污水COD含量直接相關，因為COD污染指數是污水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污染指數也呈現同樣的變化特點。

3.3 降低奶牛場污水COD污染指數的措施

從奶牛飼養上進行調控，提高奶牛對各種營養物質的消化利用率，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污染指數的大小在很大程度上取決于對奶牛場糞便的科學管理。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，恰當的儲存糞便，糞便不能隨意堆放，要有固定的堆放點。儲存糞便的地面應進行防滲處理，如采用沙子或石灰鋪墊，避免糞便中物質的下滲。糞便不應露天放置，應在儲存糞便地方設有遮雨的頂棚，以防雨季糞便隨雨水流失造成污染。最后，應根據奶牛場的經濟情況設置相應的污水處理設施，對污水進行處理，并按照國家標準實現達標排放。

4 小結

從4季節奶牛場污水COD的測定平均結果來看，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，實現污水達標排放對于控制和改善環境污染意義重大。其中，糞便的科學清理與儲存技術是關鍵，是減少糞便流失到污水中、降低COD污染指數的重要環節。作為企業來說，在實際生產中，應根據4季節奶牛場排放污水COD污染指數的季節變化情況進行針對性處理，對各個季節污水實行嚴格監測，采取相應措施，加強可能造成污水磷污染指數偏高的每一個環節，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，應加強國家立法工作，健全和完善我國環保法制，嚴格執法。最后，還要加強輿論部門的宣傳監督，提高人們環保意識。總之，從各個方面共同努力，完全可以實現奶牛場綠色生態養殖，實現奶牛場持續健康的生產，滿足人們日益增長的高品質畜產品的需求。

[1]張景書，梁偉鵬，萬云兵，等.南海區畜禽養殖污染現狀及防治對策[J].環境科學與技術，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——解讀中國環境狀況公告[J].資源與人居環境，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，2006，33（5）：28-29.

[5]蘇 楊.我國集約化畜禽養殖場污染問題研究[J].中國生態農業學報，2006，14（2）：15-18.

[6]李 民.規模化畜禽養殖場糞污污染與防治措施[J].農業科技通訊，2001，（10）：22-23.

[7]水污染指數的模糊綜合評價模型 [J].安陽師范學院學報，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，2003，（1）：11-13.

[9]GB 6920-86，水質pH值的測定（玻璃電極法）[S].

[10]GB 11914-89，水質化學需氧量的測定（重鉻酸鹽法）[S].

[11]GB18596－2001，畜禽養殖業污染物排放標準[S].