陳海洪，李翔宏，寧財(cái)，吳志勇

（江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江西南昌 330046）

隨著我國奶業(yè)的不斷發(fā)展，奶牛養(yǎng)殖已經(jīng)走向規(guī)?；?、集約化模式發(fā)展，已然成為我國奶業(yè)的主力軍。但一些奶牛場養(yǎng)殖方式落后，規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場糞污排放量大，集約化奶牛養(yǎng)殖場糞污處理技術(shù)較低，糞污綜合治理鏈條不完備的現(xiàn)象，或?qū)⒅萍s奶牛養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展。筆者對(duì)奶牛場糞污主要污染物產(chǎn)排情況進(jìn)行初步探究，并對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行分析，為規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖場糞污資源化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測地點(diǎn)

選擇位于南昌市西南約20km的新建區(qū)某奶牛場內(nèi)。該場常年存欄荷斯坦奶牛120余頭，場內(nèi)產(chǎn)生的干糞采用堆漚發(fā)酵，用于農(nóng)家肥，尿及沖欄污水厭氧發(fā)酵后，排入沼液貯存池貯存利用。

1.2 時(shí)間與方法

于秋（2018年8月29～31日）、冬（2018年11月28～30日）、春（2019年2月27日～3月1日）、夏（2019年5月29～31日）四個(gè)季節(jié)分別對(duì)奶牛場糞污進(jìn)行采樣，將新鮮糞便、發(fā)酵糞便、污水等樣品送廣電計(jì)量檢測（湖南）有限公司檢測COD、氨氮、總氮、總磷等含量。

1.3 飼養(yǎng)管理

整個(gè)監(jiān)測過程飼養(yǎng)管理為常規(guī)飼養(yǎng)管理一致。

1.4 污水產(chǎn)生量及采樣方法

在奶牛場污水總出口槽處安裝流量計(jì)，連續(xù)3d記錄場內(nèi)污水產(chǎn)生量。污水采樣點(diǎn)垂直水面下5～30cm處，污水池內(nèi)在對(duì)角線上選擇不少于3個(gè)位置進(jìn)行采樣，攪拌均勻后采集瞬時(shí)水樣，將多點(diǎn)污水樣品混合制成混合樣；污水排水管采用流量比例采樣，將同一采樣點(diǎn)采集的污水樣品混合制成混合樣。采樣時(shí)，先用采樣水蕩洗采樣器與水樣容器2～3次，然后再將水樣采入容器中，貼好標(biāo)簽。每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)每次采集2個(gè)樣品，每個(gè)樣品容積1L，用H2SO4調(diào)節(jié)pH值到2以下，1個(gè)測定指標(biāo)，1個(gè)備份。采樣時(shí)，將pH計(jì)及溫度計(jì)浸入水面以下5cm，讀數(shù)穩(wěn)定后記錄pH值。

1.5 糞便采樣方法

糞便采樣點(diǎn)分別由底部自下而上每20cm取樣1次，每次采樣約500g，裝入樣品混合盆中，混勻后采用四分法采樣1kg；每次采3份樣品，1份用于含水率的測定，另2份按每100g樣添加10mLH2SO4進(jìn)行現(xiàn)場固定處理，處理后1份用于測定其它指標(biāo)，1份備份，填寫好樣品標(biāo)簽。

1.6 樣品測定

供試樣品糞便含水率采用土壤水分測定法，全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)采取有機(jī)肥料測定法；污水量采用流速儀法，氨氮采取蒸餾-中和滴定法測定，總氮采取堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定，總磷采取鉬酸銨分光光度法測定，COD采取重鉻酸鹽法測定，pH采取玻璃電極法測定。

1.7 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS22.0軟件進(jìn)行方差分析，組間顯著性差異檢驗(yàn)采用LSD、Duncan法進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 糞便

2.1.1 不同季節(jié)奶牛鮮糞與堆糞中各種物質(zhì)含量。從表1-1至1-4可以得出，四個(gè)季節(jié)奶牛新鮮糞與堆肥發(fā)酵糞的全氮、全磷、銨態(tài)氮含量比較穩(wěn)定，但在含水率方面春季的鮮糞與堆糞對(duì)比差異顯著(P＜0.05)，而有機(jī)質(zhì)含量冬季堆糞與鮮糞對(duì)比降低了35.87%，呈差異極顯著(P＜0.01)。

表1 -1春季奶牛鮮糞與堆糞中各種物質(zhì)含量 %

表1 -2夏季奶牛鮮糞與堆糞中各種物質(zhì)含量 %

表1 -3秋季奶牛鮮糞與堆糞中各種物質(zhì)含 %

表1 -4冬季奶牛鮮糞與堆糞中各種物質(zhì)含量 %

2.1.2 不同季節(jié)奶牛鮮糞中有機(jī)物質(zhì)含量。從表2可以發(fā)現(xiàn)，四個(gè)季節(jié)奶牛鮮糞中全磷含量比較穩(wěn)定。但奶牛鮮糞含水率方面全年呈遞減趨勢，冬季與其他三季相比差異極顯著(P＜0.01)；全氮含量春季與冬季相比差異極顯著(P＜0.01)；有機(jī)質(zhì)方面夏季與冬季相比差異顯著(P＜0.05)；銨態(tài)氮方面夏、秋、冬季之間對(duì)比差異極顯著(P＜0.01)。

表2 不同季節(jié)奶牛鮮糞中各種物質(zhì)的含量 %

2.1.3 不同季節(jié)奶牛堆糞中各種物質(zhì)含量。從表3可以發(fā)現(xiàn)，四個(gè)季節(jié)奶牛堆肥發(fā)酵糞中有機(jī)質(zhì)含量比較穩(wěn)定。但奶牛堆糞中含水率方面秋季的與春、夏季對(duì)比分別下降了20.74%、23.64%，呈差異極顯著(P＜0.01)；全氮含量春季的與秋冬季相比差異顯著(P＜0.05)；全磷含量秋、冬季與春季相比差異顯著(P＜0.05)；銨態(tài)氮含量秋季的與夏季相比下降了66.67%，呈差異極顯著(P＜0.01)。

表3 不同季節(jié)奶牛發(fā)酵糞中各種物質(zhì)的含量 %

2.2 污水

2.2.1 規(guī)模奶牛場不同季節(jié)污水產(chǎn)生量。從表4可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場污水量四季呈遞減趨勢，春季最多冬季最少，夏季、冬季污水量與春季相比分別下降了9.84%、24.69%，春季污水量與夏、冬季之間相比差異極顯著(P＜0.01)。

表4 奶牛場不同季節(jié)污水產(chǎn)生量 m3/d

2.2.2 規(guī)模奶牛場春季污水處理前后水質(zhì)分析。從表5可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場春季污水處理前后的電導(dǎo)率（EC）呈遞減趨勢，pH值堿性減弱，化學(xué)需氧量（COD）比較穩(wěn)定。在春季，發(fā)酵池、氧化塘的pH值與原水的pH值相比差異極顯著(P＜0.01)；氨氮含量發(fā)酵池、氧化塘的與原水相比差異顯著(P＜0.05)；總氮含量發(fā)酵池、氧化塘的與原水相比差異極顯著(P＜0.01)；總磷含量氧化塘的與原水相比差異極顯著(P＜0.01)。

表5 規(guī)模奶牛場春季污水處理前后水質(zhì)分析 us/cm、mg/L

2.2.3 規(guī)模奶牛場夏季污水處理前后水質(zhì)分析。從表6可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場夏季污水處理前后的化學(xué)需氧量（COD）、總氮含量、總磷含量呈遞減趨勢，電導(dǎo)率（EC）比較穩(wěn)定。夏季發(fā)酵池、氧化塘的pH值與原水pH值相比均存在差異顯著(P＜0.05)；化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量、總氮含量三方面氧化塘與發(fā)酵池均存在差異極顯著(P＜0.01)，分別下降了88.40%、56.65%、59.48%；氧化塘污水中的總磷含量與原水相比下降了73.90%、與發(fā)酵池的相比下降了73.53%，均存在差異極顯著(P＜0.01)。

表6 規(guī)模奶牛場夏季污水處理前后水質(zhì)分析 us/cm、mg/L

2.2.4 規(guī)模奶牛場秋季污水處理前后水質(zhì)分析。從表7可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場秋季污水處理前后中化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量、總氮含量呈遞減趨勢，三個(gè)指標(biāo)氧化塘與原水相比分別降低了63.36%、18.53%、46.22%，電導(dǎo)率（EC）比較穩(wěn)定。在秋季，發(fā)酵池污水的pH值與原水的pH值相比差異極顯著(P＜0.01)；總磷含量發(fā)酵池與原水的相比差異顯著(P＜0.05)。

表7 規(guī)模奶牛場秋季污水處理前后水質(zhì)分析 us/cm、mg/L

2.2.5 規(guī)模奶牛場冬季污水處理前后水質(zhì)分析。從表8可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場冬秋季污水處理前后中化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量、總氮含量呈遞減趨勢，氧化塘的與原水相比分別降低了71.92%、53.81%、52.06%。在冬季發(fā)酵池、氧化塘污水的pH值與原水的pH值相比差異顯著(P＜0.05)；電導(dǎo)率（EC）方面氧化塘的與原水相比差異顯著(P＜0.05)；發(fā)酵池、氧化塘的化學(xué)需氧量（COD）與原水相比分別下降了70.86%、71.92%，分別呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.01)；氧化塘的氨氮含量、總氮含量與發(fā)酵池的相比分別下降了35.77%、32.11%，分別呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.05)；總磷含量發(fā)酵池的與原水、氧化塘的相比分別呈現(xiàn)差異顯著(P＜0.05)。

表8 規(guī)模奶牛場冬季污水處理前后水質(zhì)分析 us/cm、mg/L

2.2.6 規(guī)模奶牛場不同季節(jié)污水原水水質(zhì)分析。從表8可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場冬季污水處理前后中化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量、總氮含量呈遞減趨勢，氧化塘的與原水相比分別降低了71.92%、53.81%、52.06%。在冬季發(fā)酵池、氧化塘污水的PH值與原水的PH值相比差異顯著(P＜0.05)；電導(dǎo)率（EC）方面氧化塘的與原水相比差異顯著(P＜0.05)；發(fā)酵池、氧化塘的化學(xué)需氧量（COD）與原水相比分別下降了70.86%、71.92%，分別呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.01)；氧化塘的氨氮含量、總氮含量與發(fā)酵池的相比分別下降了35.77%、32.11%，分別呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.05)；總磷含量發(fā)酵池的與原水、氧化塘的相比分別呈現(xiàn)差異顯著(P＜0.05)。

從表9可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場四季污水原水的化學(xué)需氧量（COD）比較穩(wěn)定，夏季污水原水的有機(jī)物質(zhì)含量為一年中最高值。夏季PH值與春季pH值相比差異顯著(P＜0.05)；電導(dǎo)率（EC）方面秋、冬季與春季相比差異極顯著(P＜0.01)；氨氮含量冬季與春季相比差異顯著(P＜0.05)；總氮含量春季與秋、冬季相比差異顯著(P＜0.05)；總磷含量夏季與春、秋、冬季相比分別呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.01)。

表9 奶牛場不同季節(jié)污水原水的水質(zhì)分析 us/cm、mg/L

2.2.7 規(guī)模奶牛場不同季節(jié)發(fā)酵池的水質(zhì)分析。從表10可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場發(fā)酵池中水春季的pH值與夏季的相比差異極顯著(P＜0.01)，夏季水中的有機(jī)物質(zhì)含量為一年中最高值。一年中，電導(dǎo)率（EC）方面春季與秋、冬季的相比分別呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.01)；化學(xué)需氧量（COD）方面秋、冬季的與春季的相比差異顯著(P＜0.05)，與夏季的相比差異極顯著(P＜0.01)；氨氮含量、總氮含量夏季的與春、秋、冬季的相比分別呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.01)；總磷含量夏、秋、冬季三者之間相比呈現(xiàn)差異極顯著(P＜0.01)。秋季發(fā)酵池中的化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量、總氮含量、總磷濃度與夏季相比下降了95.32%、77.17%、75.39%、90.26%。

表10 奶牛場不同季節(jié)發(fā)酵池的水質(zhì)分析 us/cm、mg/L

2.2.8 規(guī)模奶牛場不同季節(jié)氧化塘的水質(zhì)分析。從表11可以發(fā)現(xiàn)，奶牛場氧化塘中的pH值冬季與春、夏季相比差異極顯著(P＜0.01)，夏季與秋、冬季相比差異極顯著(P＜0.01)；電導(dǎo)率（EC）方面春季與夏、秋、冬季相比差異極顯著(P＜0.01)；化學(xué)需氧量（COD）方面夏季的與冬季相比差異顯著(P＜0.05)，與秋季相比差異極顯著(P＜0.01)；氨氮含量在夏、秋、冬季三者之間相比差異極顯著(P＜0.01)；總氮含量在全年春、夏、秋、冬四季之間相比差異極顯著(P＜0.01)；總磷含量秋、冬季與春、夏季分別相比差異極顯著(P＜0.01)。氧化塘中的化學(xué)需氧量、氨氮含量、總氮含量、總磷含量秋季與夏季相比下降了65.01%、54.72%、47.97%、78.57%。

表11 奶牛場不同季節(jié)氧化塘的水質(zhì)分析 us/cm、mg/L

3 結(jié)論

3.1 糞污產(chǎn)生情況

奶牛糞污產(chǎn)生量與季節(jié)（天氣）、飼料飼喂量、飼喂方式、個(gè)體重量等均有較大的相關(guān)性。本監(jiān)測液體污染物主要為牛舍內(nèi)尿液、沖欄、飲用水和奶廳廢水匯集的污水。該奶牛場污水量四季的排序?yàn)榇海鞠模厩铮径?，呈遞減趨勢。污水原水池取樣檢測后發(fā)現(xiàn)各種指標(biāo)如電導(dǎo)率、化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷含量表現(xiàn)為夏季為一年中最高值的特點(diǎn)。這與賈樹云在微氣象學(xué)法實(shí)地測定養(yǎng)殖場氨排放研究結(jié)果一致[1]，林志對(duì)肉牛場氨排放的研究也表明白天氨揮發(fā)量高于夜間[2]，且氨的日排放與溫度呈正相關(guān)。

本監(jiān)測固體污染物主要是糞便。經(jīng)對(duì)該場鮮牛糞樣本中含水率、全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮等檢測結(jié)果顯示；全氮含量春季排放量最大；有機(jī)質(zhì)排放量夏季最少，這與史鵬飛對(duì)奶牛場排污系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致[3]；銨態(tài)氮方面在全年中春、夏季排放量較高，這可能與奶牛生物特性以及春、夏季糞便產(chǎn)生量有關(guān)。

3.2 糞污排放情況

規(guī)模奶牛場排出的污水通過發(fā)酵池、氧化塘兩級(jí)處理后各物質(zhì)的濃度有不同程度的降低，處理后污水中COD、氨氮和總磷的濃度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)[4]，分別是規(guī)定排放量的2.87倍、1.59倍和4.48倍。另外從表10、表11數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，秋季發(fā)酵池中的化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量、總氮含量、總磷濃度與夏季相比下降了95.32%、77.17%、75.39%、90.26%，秋季氧化塘中的化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量、總氮含量、總磷含量與夏季相比下降了65.01%、54.72%、47.97%、78.57%，應(yīng)與當(dāng)?shù)販囟?、濕度、降雨量有關(guān)。

污水通過發(fā)酵池、氧化塘兩級(jí)處理后各有機(jī)物質(zhì)濃度有不同程度的降低。其中，經(jīng)發(fā)酵池處理后污水中pH比處理前分別下降了14.58%、3.59%、11.02%、1.39%;經(jīng)氧化塘處理比前一級(jí)分別下降了74.17%、40.24%、40.68%、56.89%。但經(jīng)兩級(jí)處理后污水中處理后污水中COD、氨氮和總磷的濃度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)[4]，所以僅僅靠發(fā)酵、氧化處理奶牛場污水仍難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

本奶牛場牛糞發(fā)酵堆肥的有機(jī)質(zhì)含量四季排序?yàn)榇海鞠模径厩?，冬季發(fā)酵糞與鮮糞對(duì)比降低了35.87%。牛糞發(fā)酵堆肥過程中全氮、銨態(tài)氮的含量均表現(xiàn)為春、夏季高于秋、冬季，其主要受牛糞堆體溫度、pH等疊加影響。這與周談龍?jiān)囼?yàn)結(jié)果一致[5]，在春夏兩季，奶牛場COD、氮、磷、銅、鋅和氨氮排污系數(shù)要高于秋冬兩季。特別在夏季，各種病原和寄生蟲等活動(dòng)頻繁，污水中病原微生物、寄生蟲卵及孳生的大量蚊蠅，加速環(huán)境中病原種類增多，數(shù)量增大，各種有害昆蟲孳生、細(xì)菌繁殖，造成人、畜傳染病和寄生蟲病的發(fā)病率上升，直接影響到奶牛場衛(wèi)生防疫。