畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計(jì)算方法

1、第27卷 第1期 農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報(bào) V ol.27 No.12011年 1月 Transactions of the CSAE Jan. 2011 303畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計(jì)算方法董紅敏，朱志平，黃宏坤，陳永杏，尚 斌，陶秀萍，周忠凱（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，農(nóng)業(yè)部畜牧環(huán)境設(shè)施設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（北京），農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境與氣候變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100081）摘 要：畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)與排污系數(shù)是畜牧環(huán)境研究和糞便處理工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)指標(biāo)，但由于中國(guó)畜牧業(yè)環(huán)境工作起步晚，還沒有根據(jù)中國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)特性確定的產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)。該文根據(jù)中國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的特點(diǎn)，提

2、出了畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的定義、計(jì)算方法，并結(jié)合典型豬場(chǎng)進(jìn)行了案例分析。對(duì)于北京市某養(yǎng)豬場(chǎng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明：該豬場(chǎng)保育、育肥和妊娠母豬3個(gè)階段的COD 產(chǎn)污系數(shù)分別為每頭252.8、479.6、493.4 g/d，全氮分別為每頭20.4、33.2、43.7 g/d，全磷分別為每頭3.48、6.06、9.93 g/d，在該豬場(chǎng)廢棄物處理系統(tǒng)的運(yùn)行情況下，計(jì)算得出了該場(chǎng)保育、育肥和妊娠母豬3個(gè)階段的COD 排污系數(shù)分別為每頭44.9、64.1、22.5 g/d，全氮分別為每頭14.1、20.9、36.3 g/d和全磷分別為每頭1.0、1.8、0.4 g/d。研究結(jié)果為畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染源普查

3、、廢棄物處理工程運(yùn)行和畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供了參考。關(guān)鍵詞：畜禽，排污，計(jì)算方法，產(chǎn)污系數(shù)，案例研究 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.01.049中圖分類號(hào)：S811.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-6819(2011-01-0303-06董紅敏，朱志平，黃宏坤，等. 畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計(jì)算方法J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(1：303308. Dong Hongmin, Zhu Zhiping, Huang Hongkun, et al. Pollutant generation coefficient and discharg

4、e coefficient in animal production J. Transactions of the CSAE, 2011, 27(1: 303308. (in Chinese with English abstract0 引 言隨著畜牧業(yè)規(guī)?；目焖侔l(fā)展，在促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加農(nóng)民收入的同時(shí)，由于畜禽糞便量大、且不能及時(shí)施用于農(nóng)田，再加上糞便處理利用設(shè)施運(yùn)行效果差，使得糞便資源得不到合理利用，成為重要的面源污染源。產(chǎn)排污系數(shù)作為環(huán)境領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是世界各國(guó)掌握污染狀況、制定防治政策和設(shè)計(jì)運(yùn)行環(huán)境工程設(shè)施的重要依據(jù)。隨著畜牧業(yè)環(huán)境問(wèn)題的突出，各國(guó)紛紛研究制定了相關(guān)的產(chǎn)排污

5、系數(shù)。美國(guó)農(nóng)業(yè)工程師學(xué)會(huì)編制出版了動(dòng)物糞便產(chǎn)生和特性參數(shù)標(biāo)準(zhǔn), 該標(biāo)準(zhǔn)給出了不同動(dòng)物的糞尿產(chǎn)生量和糞尿中各種污染物的產(chǎn)生量，日本作為畜禽糞便污染防治立類似于動(dòng)物的產(chǎn)污系數(shù)1，法最多的國(guó)家，不僅頒布了關(guān)于畜禽排泄物的適當(dāng)管理與有效利用的法律和畜禽排泄物的適當(dāng)管理與有效利用的法律的執(zhí)行細(xì)則，在糞便特性和產(chǎn)排污系數(shù)方面有大量數(shù)據(jù)2，丹麥出版有糞便產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)3。中國(guó)在產(chǎn)排污系數(shù)研究已有報(bào)道，集中在工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域，國(guó)家環(huán)?？偩挚萍紭?biāo)準(zhǔn)司編制的工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊(cè)4涉及了7大工業(yè)部門的產(chǎn)排污系收稿日期：2010-07-30 修訂日期：2010-09-12基金項(xiàng)目：第一次全國(guó)污染源普查-畜禽養(yǎng)殖業(yè)

6、污染源產(chǎn)排污系數(shù)測(cè)算項(xiàng)目，國(guó)家生豬現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)（nycytx-09），公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（200803036）和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題（2004DA125184（團(tuán)）0808）作者簡(jiǎn)介：董紅敏，博士，研究員，博士生導(dǎo)師。主要研究方向：畜牧環(huán)境工程。北京中關(guān)村南大街12號(hào) 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，100081。Email: Donghm數(shù)，吳義千根據(jù)實(shí)測(cè)、經(jīng)驗(yàn)估算和公式計(jì)算相結(jié)合的加權(quán)法研究了有色金屬工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)5, 藏曙光等人根據(jù)玻璃行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，綜合考慮企業(yè)工藝、規(guī)模、原料、燃料等因素的差異，研究獲得了該行業(yè)的產(chǎn)污系數(shù)和排放系

7、數(shù)，并與國(guó)外同行業(yè)系數(shù)進(jìn)行了比較分析6，任敘合等人報(bào)道了海洋石油開發(fā)工業(yè)污染物產(chǎn)生系數(shù)和排放系數(shù)研究7，林秀麗根據(jù)中國(guó)機(jī)動(dòng)車的污染物排放特點(diǎn)，研究給出了中國(guó)機(jī)動(dòng)車污染物排放系數(shù)8，程紫華和盧建敏根據(jù)鐵路運(yùn)輸企業(yè)的特點(diǎn)研究了鐵路運(yùn)輸企業(yè)污水主要污染物產(chǎn)排污系數(shù)9。與工業(yè)行業(yè)相比，盡管關(guān)于畜牧業(yè)環(huán)境和污染防治對(duì)策方面做了大量研究10-11，也在家畜糞便學(xué)12和全國(guó)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查與防治對(duì)策13等著作中給出了有關(guān)的糞便特性參數(shù)，但迄今為止，還沒有對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的定義、計(jì)算方法等進(jìn)行科學(xué)的研究，也沒有進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試，對(duì)中國(guó)這樣一個(gè)品種多樣、飼料特性和飼養(yǎng)方式差異較大的國(guó)家

8、，僅僅給出幾個(gè)固定的參數(shù)，不能滿足中國(guó)環(huán)境污染防治的需要。有必要根據(jù)中國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的特點(diǎn)，探討中國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)排污系數(shù)計(jì)算方法，為污染源普查、畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)及環(huán)境保護(hù)管理，以及國(guó)家和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)依據(jù)。1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)定義、計(jì)算方法1.1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)的定義和計(jì)算方法參考其他行業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)的定義，畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)是指在典型的正常生產(chǎn)和管理?xiàng)l件下，304農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2011年一定時(shí)間內(nèi)，單個(gè)畜禽所產(chǎn)生的原始污染物量，包括糞尿量，以及糞尿中各種污染物的產(chǎn)生量。考慮到畜禽的產(chǎn)污系數(shù)與動(dòng)物品種、生產(chǎn)階段、飼料特性等相關(guān)，為了便于計(jì)量畜禽養(yǎng)殖的產(chǎn)污

9、系數(shù)，本文中以天為單位，分別計(jì)算不同動(dòng)物（生豬、奶牛、肉牛、蛋雞、肉雞、山羊、綿羊）、單個(gè)（頭、只）動(dòng)物在不同飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)。畜禽產(chǎn)污系數(shù)具體計(jì)算公式如下FP i , j , k =QF i , j ×CF i , j , k +QU i , j ×CU i , j , k （1）同，各種污染物的去除效率不同，需要根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)的污水處理設(shè)施的實(shí)際運(yùn)行情況、測(cè)試污水在各種處理系統(tǒng)前后的污染物濃度變化，計(jì)算得到不同污染物的處理效率。畜禽養(yǎng)殖污水的利用如灌溉農(nóng)田、排入魚塘的量計(jì)為利用量；污水經(jīng)處理后的排放都認(rèn)為是進(jìn)入環(huán)境的污染物。2 豬場(chǎng)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的案例研究為了驗(yàn)證提出

10、的畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計(jì)算方法的科學(xué)性和可操作性，本文以北京某規(guī)?；i養(yǎng)殖場(chǎng)為案例進(jìn)行分析。該豬場(chǎng)常年存欄繁殖母豬600頭左右，年出欄生豬1萬(wàn)頭，采用干清糞工藝，固體糞便通過(guò)強(qiáng)制通風(fēng)堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥，污水經(jīng)過(guò)厭氧處理后進(jìn)入貯存池貯存，定期排出場(chǎng)外。 2.1 產(chǎn)排污系數(shù)試驗(yàn)方法 2.1.1 產(chǎn)污系數(shù)試驗(yàn)方法為了獲得試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)污系數(shù)，將試驗(yàn)豬分為保育、育肥和妊娠母豬3個(gè)階段進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測(cè)定，每個(gè)階段的試驗(yàn)豬為5頭。為了保證糞尿收集完全，本研究采用代謝籠中進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)，豬只產(chǎn)生的糞便和尿液分開收集?？紤]到不同季節(jié)動(dòng)物的飼養(yǎng)條件和飼料不同，對(duì)實(shí)驗(yàn)豬進(jìn)行了4個(gè)季節(jié)的測(cè)定；每個(gè)季節(jié)的試驗(yàn)期1

11、2 d，其中前7 d為預(yù)飼期，后5 d為正式采樣期，在正式采樣期，每天定時(shí)收集每頭試驗(yàn)豬只產(chǎn)生的糞便和尿液，稱量其產(chǎn)生量后分別采樣。為了采樣的代表性，將每天上下午分別收集的豬鮮糞便和尿液稱重和記錄后，混合均勻取3個(gè)樣品（其中固體糞便2個(gè)，尿液1個(gè)），每個(gè)樣品約0.5 kg或0.5 L。采集的樣品及時(shí)送至農(nóng)業(yè)部畜牧環(huán)境設(shè)施設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（北京），對(duì)各種原始污染物濃度進(jìn)行測(cè)試分析，測(cè)定的污染物參數(shù)及測(cè)定方法如表1和表2。表1 糞的檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)方法和方法標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Analysis parameters, method and standards for solidmanure項(xiàng)

12、 目含水率有機(jī)質(zhì)全氮 全磷 銅、鋅鉀測(cè)定方法復(fù)混肥料中游離水含量測(cè)定 真空烘箱法有機(jī)肥料（有機(jī)質(zhì)測(cè)定） 有機(jī)肥料（全氮含量測(cè)定） 有機(jī)肥料（全磷含量測(cè)定） 土壤質(zhì)量 銅、鋅的測(cè)定 火焰原子吸收分光光度法 土壤全鉀測(cè)定法方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB 8576-88 NY 525-2002 NY 525-2002 NY 525-2002 GB/T 17138-1997NY/T 87-1988式中，F(xiàn)P i,j,k 為每頭產(chǎn)污系數(shù)，mg/d；QF i,j 為每頭糞產(chǎn)量，kg/d；CF i,j,k 為第i 種動(dòng)物第j 生產(chǎn)階段糞便中含第k 種污染物的濃度，mg/kg；QU i,j 為每頭尿液產(chǎn)量，L/d；CU i

13、,j,k 為第i 種動(dòng)物第j 生產(chǎn)階段尿中含有第k 種污染物的濃度，mg/L。從公式（1）可以看出，畜禽原始污染物主要來(lái)自畜禽生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固體糞便和尿液兩個(gè)部分，為了能夠準(zhǔn)確的獲得各種組分的原始污染物的產(chǎn)生量，首先需要測(cè)定不同動(dòng)物每天的固體糞便產(chǎn)生量和尿液產(chǎn)生量，同時(shí)采集糞便和尿液樣品進(jìn)行成分分析，分析固體糞便含水率、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、銅、鋅、鉛、鎘等濃度，以及尿液中的化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、全磷、銅和鋅鉛、鎘等濃度，再根據(jù)產(chǎn)污系數(shù)計(jì)算公式就可以獲得糞尿中各種組分的產(chǎn)污系數(shù)。為了便于統(tǒng)計(jì)和分析比較，建議生豬分為保育、育成育肥和繁育母豬3個(gè)階段，牛分為出生犢牛、育成牛和成乳母牛3個(gè)階段，蛋

14、雞分為產(chǎn)蛋雞、育雛育成2個(gè)階段，肉雞為1個(gè)階段。1.2 畜禽養(yǎng)殖業(yè)排污系數(shù)的定義和計(jì)算方法畜禽污染物排放系數(shù)是指在典型的正常生產(chǎn)和管理?xiàng)l件下，單個(gè)畜禽每天產(chǎn)生的原始污染物經(jīng)處理設(shè)施消減或利用后，或未經(jīng)處理利用而直接排放到環(huán)境中的污染物量。本文提出的排放系數(shù)是與畜禽產(chǎn)污系數(shù)表達(dá)方式一致，以單個(gè)畜禽計(jì)。排污系數(shù)除受糞尿產(chǎn)生量及其污染物濃度的影響外，還應(yīng)考慮固體糞便收集率、收集糞便利用率；污水產(chǎn)生量、污水處理設(shè)施的處理效率、污水利用量等因素，具體計(jì)算公式如下FD i , j , k =QF i , j ×CF i , j , k ×(1F +QU i , j ×CU i

15、 , j , k ×(1T ，k WU ×1+QF i , j ×CF i , j , k ×F ×(1U WP （2）式中，F(xiàn)D i,j,k 為每頭排污系數(shù)，mg/d；F 為糞便收集率，%；T , k 為第k 種污染物處理效率，%；WU 為污水利用量，m 3/d；WP 為污水產(chǎn)生量，m 3/d；U 為糞便利用率，%。 畜禽養(yǎng)殖業(yè)的排污系數(shù)也考慮污水和固體廢棄物2個(gè)部分。固體廢棄物主要考慮收集糞便在貯存和處理過(guò)程中的流失率；污水包括在畜禽舍中未收集的糞便、尿液和沖洗水等混合物，它是畜禽養(yǎng)殖排污系數(shù)的主要來(lái)源，畜禽養(yǎng)殖污水主要是通過(guò)貯存、固液分離

16、、厭氧沼氣發(fā)酵、好氧處理、氧化塘及人工濕地等方式進(jìn)行處理后利用或者排放。不同養(yǎng)殖場(chǎng)的處理方式和工藝組合不表2 尿的檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)方法和方法標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Analysis parameters, method and standards for urine項(xiàng) 目pH COD Cr 氨氮 凱氏氮總磷 銅、鋅測(cè)定方法水質(zhì) pH值的測(cè)定 玻璃電極法 水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法 水質(zhì) 銨的測(cè)定 蒸餾和滴定法水質(zhì) 凱氏氮的測(cè)定水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法 水質(zhì) 銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定 原子吸收分光光度法方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB 6920-86GB 11914-89GB 7478-87GB 1189

17、1-89GB 11893-89GB 7475-87第1期 董紅敏等：畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計(jì)算方法305豬的生長(zhǎng)和飼料特性是影響產(chǎn)污系數(shù)的主要參數(shù)，為了了解不同季節(jié)和飼養(yǎng)階段豬的特性，本文還對(duì)豬的體重和飼料特征進(jìn)行了測(cè)定。豬的體重在試驗(yàn)前后用地磅分別進(jìn)行測(cè)定，豬的采食量則通過(guò)稱量飼喂前后料槽中飼料的變化確定，每天采集各階段飼料樣品1個(gè)，連續(xù)采樣5 d，采集樣品送中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，飼料分析指標(biāo)和方法標(biāo)準(zhǔn)如表3。表3 飼料的檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)方法和方法標(biāo)準(zhǔn) Table 3 Analysis parameters, method and standards f

18、or feed項(xiàng) 目 含水量 粗蛋白 磷 銅、鋅測(cè)定方法 飼料中水分測(cè)定方法 飼料中粗蛋白測(cè)定方法 飼料中總磷的測(cè)定分光光度法 飼料中鐵、銅、錳、鋅、鎂的測(cè)定方法原子吸收光譜法方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 6435-86 GB/T 6432-1994 GB/T 6437-2002 GB/T 13885-1992表4 每頭生豬不同生產(chǎn)階段生長(zhǎng)及飼料特性（均值±SD） Table 4 Swine grow and feed characteristic for different feedingstage (Mean±SD保育平均體重/kg 日增重/(kg·d-1 采食量/(

19、kg·d-1 攝入全氮量/(mg·d-1 攝入全磷/(g·d-1 攝入銅量/(mg·d-1 攝入鋅量/(mg·d-1飼養(yǎng)階段 育肥妊娠母豬31.3±3.9 67.9±6.7 203±3.0 0.63±0.18 0.69±0.201.7±0.27 2.5±0.47 2.3±0.18 47.5±9.5 64.8±17.2 49.3±3.8 10.7±4.6 10.9±5.8 14.2±5.3 267±

20、135 188±33 52.6±3.4 333±88 331±69 289±25.12.1.2 排污系數(shù)試驗(yàn)方法根據(jù)本文前面的排污系數(shù)計(jì)算方法的定義，排污系數(shù)是在產(chǎn)污系數(shù)確定的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)定分析糞便收集率、污水處理利用效率，污水產(chǎn)生量和污水利用量、收集糞便利用率等參數(shù)計(jì)算而得。糞便收集率是通過(guò)人工干清糞收集的固體糞便量占豬只實(shí)際產(chǎn)生糞便量的比例，不同階段豬只的實(shí)際產(chǎn)糞量是通過(guò)產(chǎn)污系數(shù)試驗(yàn)測(cè)定獲得，而收集糞便量是在該試驗(yàn)場(chǎng)正常飼養(yǎng)條件下，選擇與試驗(yàn)豬年齡同一批的豬舍，選擇5個(gè)欄位，稱量由飼養(yǎng)員按照正常清糞方式收集起來(lái)的糞便量而獲得。污水產(chǎn)生量和

21、利用量通過(guò)測(cè)定分別設(shè)定在進(jìn)口和排水口的量水槽測(cè)量水位變化得到污水產(chǎn)生量和排放量。污水處理效率則通過(guò)測(cè)定污水在處理系統(tǒng)進(jìn)口和排水口取樣分析獲得，為了考慮季節(jié)和穩(wěn)定運(yùn)行的影響，該實(shí)驗(yàn)在試驗(yàn)場(chǎng)分4個(gè)季節(jié)采樣，每個(gè)季節(jié)連續(xù)采樣35 d，保證3 d有效采樣。上午和下午各采樣一次。每次采集2個(gè)樣品，每天共采集4個(gè)樣品，2個(gè)送樣分析，2個(gè)作為備用。采集的污水樣品送農(nóng)業(yè)部畜牧環(huán)境設(shè)施設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（北京），對(duì)各種原始污染物濃度進(jìn)行測(cè)試分析。污水測(cè)定的污染物參數(shù)及測(cè)定方法與表2中所列的測(cè)定方法一致。 2.2 豬的生長(zhǎng)和飼料特性每次試驗(yàn)前后對(duì)實(shí)驗(yàn)豬只進(jìn)行稱重，分析其體重和日增重情況，并記錄實(shí)驗(yàn)豬的采食量

22、，采集飼料樣品進(jìn)行分析，表4給出了3個(gè)飼養(yǎng)階段豬只的平均體重、日增重、采食量及采食的飼料中各種組分的情況，從表中可以看出，由于飼養(yǎng)階段不同，豬只的體重差別較大，采食量也不同，各個(gè)飼養(yǎng)階段中飼料組成也不相同，其中育肥豬采食量和攝入的粗蛋白最高，其次是妊娠母豬，妊娠母豬攝入的磷最高，其次育肥豬，保育豬攝入的銅和鋅最高，其次育肥豬，測(cè)定結(jié)果為不同飼養(yǎng)階段產(chǎn)污系數(shù)提供分析依據(jù)。2.3 產(chǎn)污系數(shù)的結(jié)果與分析通過(guò)4個(gè)季節(jié)的測(cè)定，按照產(chǎn)污系數(shù)計(jì)算公式（1）獲得的平均結(jié)果如表5所示。從表中可以看出，生豬不同階段糞尿產(chǎn)生量及各種原始污染物產(chǎn)生量不同，育肥豬由于生長(zhǎng)速度快，采食量高，除尿液產(chǎn)生量比妊娠母豬低外，糞

23、便量、COD 產(chǎn)生量、全氮排放量最高，保育豬由于飼料中銅鋅微量元素添加多，雖然糞便產(chǎn)生量低，但是由于糞便中銅鋅的濃度高，銅鋅的排放量最高，妊娠母豬的尿液產(chǎn)生量和總磷排放量最高。從結(jié)果分析，生豬各個(gè)階段之間的糞尿產(chǎn)生量和部分原始污染物產(chǎn)生量存在顯著性的差異（P <0.05）（表5），3個(gè)階段的鋅產(chǎn)生量無(wú)顯著差異。因此，在考慮產(chǎn)污系數(shù)時(shí)，不能以一個(gè)階段的污染物產(chǎn)生量來(lái)代替該動(dòng)物的系數(shù)，需要分階段測(cè)算，再根據(jù)該場(chǎng)各階段飼養(yǎng)的動(dòng)物頭數(shù)，獲得較為準(zhǔn)確的污染物產(chǎn)生量。表5 每頭生豬不同生產(chǎn)階段產(chǎn)污系數(shù)（均值±SD） Table 5 Generation coefficient in dif

24、ferent feeding stage(Mean±SD保育糞便/(kg·d-1 尿液/(L·d-1 全氮/(g·d-1 全磷/(g·d-1飼養(yǎng)階段 育肥妊娠母豬0.91±0.31a 1.73±0.60b 1.63±0.53ab 1.66±0.42a 2.83±0.42b 4.68±0.26c 20.4±5.7a 33.2±10.4ab 43.7±12.8b 3.48±1.28 a 6.06±1.78 ab 9.93±1.44

25、 bCOD/(g·d-1 252.8±70.1a 479.6±163.4b 493.4±147.4bCu/(mg·d-1 220.0±48.0 a 136.4±51.0 b 49.3±6.1 c Zn/(mg·d-1 285.3±88.6 a 281.7±120.7 a 279.0±72.8 a表6給出了文獻(xiàn)中生豬在不同飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)和本文研究的產(chǎn)污系數(shù)情況，從表中可以看出，計(jì)算的結(jié)果與文獻(xiàn)資料具有可比性，但是文獻(xiàn)中給出的系數(shù)與本文中實(shí)際測(cè)定的值有一定的差別，除本文研究的

26、育肥豬產(chǎn)污系數(shù)與美國(guó)ASABE 標(biāo)準(zhǔn)給出的系數(shù)基本一致外，其它飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)都有一定差異，產(chǎn)污系數(shù)的差異可能與畜禽品種，飼養(yǎng)條件等參數(shù)有關(guān)，同時(shí)，不同飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)差別也較大，因此，為獲得較為科學(xué)的產(chǎn)污系數(shù)，需要分畜種，分階段進(jìn)行測(cè)定。306農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2011年表6 每頭生豬產(chǎn)污系數(shù)比較Table 6 Summary of generation coefficient as reported in literature and current study飼養(yǎng)階段 保育 育肥 妊娠 育肥 生豬 保育 育肥 妊娠糞便/ /(kg·d-1 尿液/ /(L·d-1 糞尿

27、COD/ /(g·d-1 全氮/ /(g·d-1 全磷/ /(g·d-1 參考體重/kg資料來(lái)源1.3 2 N/A 27.36 9.62 30 2.7 5 N/A 62.33 19.99 90 農(nóng)文協(xié), 1995 2.4 5.5 N/A 62.26 17.77 230 3.152.759036.55.3570ASAE Standards, 2004國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局自然2 3.3 130.7 22.7 8.5 N/A生態(tài)保護(hù)司，20020.67 1.48 184.4 18.3 2.5 30 1.41 2.84 391.3 36.3 5.2 70 本文研究，2010

28、1.71 4.8 480.7 46.0 8.2 200注：表中部分?jǐn)?shù)據(jù)是通過(guò)文獻(xiàn)中原始數(shù)據(jù)換算而得到。2.4 排污系數(shù)的結(jié)果與分析表7給出了不同季節(jié)生豬糞便收集率的情況，從表中看出，保育豬糞便收集率是68.2%±29.9%，育肥豬的糞便收集率是83.2%±12.4%，妊娠母豬固體糞便基本上全部收集起來(lái)，這與實(shí)際生產(chǎn)情況一致，保育豬是床上飼養(yǎng)，飼養(yǎng)員很難從床下收集完所有固體糞便，余下的部分主要通過(guò)水沖洗后進(jìn)入污水系統(tǒng)，育肥豬由于每欄的飼養(yǎng)頭數(shù)在10頭左右，欄內(nèi)產(chǎn)生的糞便會(huì)由于豬只的活動(dòng)而使部分隨尿液或飲水器漏水而進(jìn)入污水系統(tǒng)，而妊娠母豬每欄只飼養(yǎng)12頭，地面是實(shí)體地板，固體糞

29、便能夠收集完全。表7 生豬不同生產(chǎn)階段糞便收集率Table 7 Manure collection rate in different feeding stage%階段 保育 育肥 妊娠春夏秋冬平均值SD100.0 87.1 45.5 40.0 68.2 29.9 84.0 78.2 100.0 70.7 83.2 12.4 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 0.0排污系數(shù)定義排出場(chǎng)外的污水就認(rèn)為是排放，本案例中豬場(chǎng)的污水在經(jīng)過(guò)厭氧處理后就排放出場(chǎng)外的污水溝中貯存，污水沒有利用，同時(shí)，固體糞便經(jīng)過(guò)堆肥和貯存后直接進(jìn)入農(nóng)田利用，固體糞便流失率為0，根據(jù)以上管理方式，以及

30、排污系數(shù)計(jì)算公式和方法，可以獲得不同生長(zhǎng)階段的排污系數(shù)，具體結(jié)果如表8所示，對(duì)3個(gè)階段的排污系數(shù)進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果表明只有保育豬和妊娠母豬的全氮排污系數(shù)存在顯著性差異，其它都無(wú)顯著性差異。表8 每頭生豬不同生產(chǎn)階段排污系數(shù)（均值±SD） Table 8 Discharge coefficient in different feeding stage(Mean±SD飼養(yǎng)階段-1保育a育肥a妊娠母豬COD/(g·d 44.9±48.1 64.1±56.5 22.5±14.3a 全氮/(g·d-1 全磷/(g·d-11

31、4.1±5.6a 20.9±6.4ab 36.3±20.7b 1.0±1.1a 1.8±1.3a 0.4±0.3aCu/(mg·d-1 17.0±19.9a 10.9±8.3a 0.2±0.1a Zn/(mg·d-1 24.9±27.9a 31.4±20.8a 4.6±3.6a試驗(yàn)點(diǎn)的污水主要是通過(guò)常溫厭氧發(fā)酵對(duì)污染物進(jìn)行去除，從測(cè)試的結(jié)果分析，由于季節(jié)不同、污染物種類不同，去除效率也不相同，COD 、TKN 、TP 、Cu 和Zn 不同季節(jié)的去除效率如圖

32、1所示，由于是常溫厭氧處理，各種污染物的去除效率季節(jié)性影響較大，冬天由于溫度低，COD 的去除效率最低，從圖上也可以分析，在厭氧過(guò)程中TKN 無(wú)法去除，還有增加的趨勢(shì)，COD 、TKN 、TP 、Cu 和Zn 平均去除效率分別為52.6%±23%，-13.2%±11.4%，43.9%±29.4%，62.7%±22%和63.1%±19.6%。 2.5 排污系數(shù)與產(chǎn)污系數(shù)比較分析通過(guò)排污系數(shù)與產(chǎn)污系數(shù)比較分析，保育豬和育肥豬各種污染物排放量占產(chǎn)生量的比例相近，COD 、全氮、全磷、Cu 和Zn 的排放量占產(chǎn)生量的比例如圖2所示，從圖上可以看出，通過(guò)

33、固體糞便堆肥處理利用和污水厭氧處理后，COD 、全磷、Cu 和Zn 的排放系數(shù)與產(chǎn)生系數(shù)的比例都在30%以下，由于厭氧處理無(wú)法去除全氮，全氮的排放量較高，不同階段的排污系數(shù)占產(chǎn)污系數(shù)的比例為63%83%。 圖1 不同季節(jié)厭氧處理污水去除效率Fig.1 Wastewater remove efficiency in different season圖2 排放系數(shù)與產(chǎn)生系數(shù)比例Fig.2 Discharge coefficient and generation coefficient ratio第1期 董紅敏等：畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計(jì)算方法3073 結(jié)論與討論通過(guò)分析首次提出了畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)

34、污系數(shù)和排污系數(shù)概念和計(jì)算方法。該方法針對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便是可利用資源這一特點(diǎn)，區(qū)分產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)，有利于準(zhǔn)確分析和判斷畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)污染的貢獻(xiàn)。結(jié)合豬場(chǎng)實(shí)際，進(jìn)行了豬場(chǎng)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的案例研究，在演示產(chǎn)污系數(shù)排污系數(shù)相關(guān)參數(shù)測(cè)定方法的同時(shí)，得出該典型場(chǎng)的產(chǎn)排污系數(shù)，其中：保育、育肥和妊娠母豬3個(gè)階段的COD 產(chǎn)污系數(shù)分別為每頭252.8、479.6、493.4 g/d，全氮分別為每頭20.4、33.2、43.7 g/d和全磷分別為每頭3.48、6.06、9.93 g/d，在該豬場(chǎng)廢棄物處理系統(tǒng)的運(yùn)行情況下，計(jì)算得出了該場(chǎng)保育、育肥和妊娠母豬三個(gè)階段的COD 排污系數(shù)分別為每頭44.9、6

35、4.1、22.5 g/d，全氮分別為每頭14.1、20.9、36.3 g/d和全磷分別為每頭1.0、1.8、0.4 g/d。北京典型豬場(chǎng)產(chǎn)排污系數(shù)結(jié)果表明，COD 、全磷、Cu 和Zn 排放系數(shù)占產(chǎn)污系數(shù)比例都低于30%，全氮排污系數(shù)占產(chǎn)污系數(shù)的比例為63%83%，說(shuō)明豬場(chǎng)氮污染應(yīng)引起重視。研究給出的產(chǎn)排污系數(shù)計(jì)算方法主要是針對(duì)固體廢棄物和污水，沒有考慮氣體排放。隨著氣候變化等全球環(huán)境問(wèn)題的重視，建議盡快開展氣體尤其是畜禽養(yǎng)殖業(yè)排出的CH 4、N 2O 等溫室氣體和氨氣的產(chǎn)生和排放系數(shù)研究與測(cè)定。參 考 文 獻(xiàn)1 ASAE Standards, 51th ed. 2004. D384.1: M

36、anure Productionand CharacteristicsM. 2004: 666669.St. Joseph, Mich.: ASABE.2 農(nóng)文協(xié). 畜產(chǎn)環(huán)境對(duì)策大事典M，1995，日本：東京農(nóng)山漁村文化協(xié)會(huì)出版社.3 Hanne Damgarrd Poulsen, Verner Friis Kristensen. StandardValues for Farm Manure-A Revaluation of the Danish Standard Values Concerning the Nitrogen, Phosphorous and Potassium content

37、 of manure M, DIAS report. No7. Animal Husbandry, 1998.12, pp167. 4 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊(cè)M1996，北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.5 吳義千. 加權(quán)法計(jì)算有色金屬工業(yè)主要產(chǎn)品的產(chǎn)污和排污系數(shù)的研究J. 礦冶，1995，4(4：101107.Wu Yiqian. Study on calculation of factors of production anddischarge of pollutants with weighted method for mainproducts produced i

38、n nonferrous metals industryJ. Mining and metallurgy, 1995, 4(4: 101107. (in Chinese with English abstract6 藏曙光，龐坤，馬振珠，等. 國(guó)內(nèi)平板玻璃行業(yè)產(chǎn)排污染系數(shù)核算及與國(guó)外產(chǎn)排污系數(shù)比較J. 建筑玻璃與工業(yè)玻璃，2009(10：1013.7 任敘合，程建軍，張海娟，等. 海洋石油開發(fā)工業(yè)污染物產(chǎn)生系數(shù)和排放系數(shù)研究J. 中國(guó)海上油氣，2006，18(2：141144.Ren Xuhe, Cheng Jianjun, Zhang Haijuan, et al. Study on the

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43、nt and discharge coefficient in animal production Dong Hongmin , Zhu Zhiping, Huang Hongkun, Chen Yongxin, Shang Bin, Tao Xiuping, Zhou Zhongkai (Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences; Animal Environmental Facility Surveillance, Inspection and Te