苕溪流域生猪养殖产污特征

引用本文

陈玉东, 周慧平, 庄犁, 等. 苕溪流域生猪养殖产污特征[J]. 生态与农村环境学报, 2017, 33(10): 943-949.

CHEN Yu-dong, ZHOU Hui-ping, ZHUANG Li, et al. Pollution Production Coefficient of Pig Farms Typical of Tiaoxi Basin[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2017, 33(10): 943-949.

苕溪流域生猪养殖产污特征

陈玉东 ¹, 周慧平 ¹, 庄犁 ^1,2, 苏良湖 ¹, 孙旭 ¹, 梁康康 ¹, 张龙江 ¹

1. 环境保护部南京环境科学研究所, 江苏南京 210042;
2. 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏南京 210044

收稿日期：2016-08-23

基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2014ZX07101-012）；中央级公益性科研院所基本科研业务专项（2016）；国家重点研发计划（SQ2017YFD0801301，SQ2016YFNC060041）

作者简介：陈玉东(1984-), 男, 江苏响水人, 助理研究员, 博士, 主要研究方向为农田磷素循环及农村面源污染控制。E-mail:dongzi1225@sina.com.

通信作者：张龙江, E-mail:zlj@nies.org.

摘要：不同规模的畜禽养殖、管理模式不同，畜禽的产污特征存在很大差异。探究不同规模畜禽产污规律可为区域粪污的合理利用及污染防治提供科学依据。选取苕溪流域2家规模不同的生猪养殖场，对其养殖污水及生猪粪便进行收集和分析，对比2家养殖场不同养殖阶段生猪养殖污水、粪便的污染物含量和产污系数特征。结果表明：规模较小的金爱养殖场（年出栏量500头）单头生猪养殖污水及粪便的日均产量均高于大观山养殖场（年出栏量36 000头）；大观山养殖场生猪养殖污水和粪便中污染物含量大多高于金爱养殖场，金爱养殖场养殖废物中总磷（TP）含量远高于大观山，可能是因为金爱养殖场使用的泔水中TP含量过高导致；大观山养殖场保育、育肥和妊娠3个阶段的总氮（TN）产污系数分别为8.94、18.68、30.65 g·d^-1·头^-1，TP产污系数分别为3.91、7.62、14.77 g·d^-1·头^-1，金爱养殖场保育、育肥和妊娠3个阶段的TN产污系数分别为9.84、19.77、32.95 g·d^-1·头^-1，TP产污系数分别为5.87、15.23、30.09 g·d^-1·头^-1，大观山养殖场TN产污系数略高于金爱养殖场，金爱养殖场TP产污系数远高于大观山养殖场。2家养殖场重金属的产污系数相差不大，说明不同生猪养殖规模对TP的产污系数影响较大，而对TN和重金属的产污系数影响较小。

关键词：生猪养殖苕溪流域产污系数

Pollution Production Coefficient of Pig Farms Typical of Tiaoxi Basin

CHEN Yu-dong ¹, ZHOU Hui-ping ¹, ZHUANG Li ^1,2, SU Liang-hu ¹, SUN Xu ¹, LIANG Kang-kang ¹, ZHANG Long-jiang ¹

1. Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042, China;
2. School of Environmental Science and Engineering, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China

Abstract: Livestock and poultry breeding farms different in scale vary in management mode, and in pollution generation characteristic, too. Studying their pollution generation characteristics relative to scale of the farm may help provide some scientific basis for rational regional waste utilization and pollution control. Two pig farms different in scale in Tiaoxi Basin were selected for the study, samples of wastewater and pig feces generated in these two pig farms were collected for analysis to characterize, pollutant contents in the wastewater and feces and pollution generation coefficient of the farms different in scale at different stages. Results show that the Jinai Farm (annually 500 pigs sent to the slaughterhouse) was higher than in the Daguanshan Farm (annually 36 000 pigs sent the slaughterhouse) in average daily production of breeding sewage and feces per pig; the Daguanshan Farm was higher than the Jinai Farm in pollution content (except for P) in the sewage and feces; the Jianai Farm was much too higher than the Daguanshan Farm in content of total phosphorus(TP) in the pig waste, which might result from the use of swill as feed, which was higher in TP. Pollution generation coefficient varied with pig breeding stage. In the Daguanshan Farm, generation coefficient reached 8.94, 18.68 and 30.65 g·d^-1 for TN and 3.91, 7.62 and 14.77 g·d^-1 for TP, respectively, at the stage of nursery, fattening and gestation in the Daguanshan Farm, and 9.84, 19.77 and 32.95 g·d^-1 for TN, and 5.87, 15.23 and 30.09 g·d^-1 for TP, respectively, at the Jinai Farm. Apparently, the Daguanshan Farm was slightly higher than the Jinai Farm in total nitrogen (TN) pollutant generation, but much lower in TP pollutant generation coefficient and the two farms were quite similar in heavy metal pollutants generation coefficient, which demonstrate that scale of a pig farm is a major factor affecting TP pollutant generation coefficient, but a minor one affecting TN and heavy metal pollutant generation coefficients.

Key words: pig breeding Tiaoxi Basin pollutant generation coefficient

《第一次全国污染源普查公报》表明, 农业面源污染已经成为我国的主要污染源^[1], 畜禽养殖业化学需氧量、总氮和总磷的年排放量分别占全国污染物排放总量的41.87%、21.67%和37.9%, 是农业面源污染的重要组成部分。近年来, 我国学者从畜禽养殖业对环境的影响^[2-3]、畜禽产排污量的核算^[4-6]和畜禽养殖管理模式^[7-8]等方面对畜禽养殖污染问题开展了研究, 我国也在2009年发布了《第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册》(以下称污普系数), 形成了以6个大区(东北、华北、华东、中南、西南、西北)为单位的畜禽养殖业产排污系数^[9]。不同规模养殖场具备不同的养殖设施和养殖方式, 生猪的产污特征亦不相同^[10], 但目前针对不同养殖规模生猪产污特性的研究还不多见。选取苕溪流域2家典型的不同养殖规模的生猪养殖场, 探讨2家养殖场不同养殖阶段生猪养殖废弃物中的污染物特性和产污系数特征, 以期为苕溪流域生猪养殖业的污染治理提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 监测对象

苕溪流域内生猪主要以不同程度的规模养殖为主, 畜禽养殖小区和养殖专业户较少。因此, 选择大观山种猪育种有限公司和金爱畜牧养殖有限公司2家生猪养殖场作为典型, 代表流域内主要的养殖方式。大观山养殖场是一家大型国有综合性农场, 建有各类猪舍、年产1万t饲料厂、实验室、种猪性能测定站及污水处理设施等相关配套设施。生猪年出栏量达到36 000头, 采用机械化、标准化方式进行喂食, 每天早上和中午各喂1次, 根据生猪不同生长阶段, 通过管道自动定量投放干的精饲料, 主要成分为固定配比的玉米、麸皮、大麦等, 结构相对比较稳定, 饮水采用的是自动饮水器供生猪直接饮用。养殖过程中产生的废弃物采用机械化干清粪、厌氧+好氧污水处理方式, 并设有氧化塘、人工湿地等, 污染物削减率较高。金爱养殖场是一家以生猪养殖为主导的小规模畜禽养殖场, 生猪年出栏量约500头, 喂食采用人工操作方式, 每天早上和中午各喂1次, 除保育猪用干的精饲料喂养外, 其他阶段主要喂食泔水、酒糟配麸皮、玉米等, 配比由工人自主控制, 食物结构相对不稳定, 饮水采用自动饮水器。粪污处理主要采用干清粪模式, 污水经过沼气池发酵, 然后进入氧化塘氧化存储后, 用于农田灌溉。除了正常的干清粪外, 每隔数天对猪舍进行水冲清洗。

1.2 样品采集

实验过程中把生猪养殖期分为保育、育肥、妊娠3个养殖阶段, 生猪品种为二元猪, 参考体重分别为25、70和250 kg。每家养殖场各养殖阶段分别选取2栏, 2家养殖场共计12栏(生猪总数约70头)。采样前对即将进行试验的生猪进行5~7 d的预饲, 保证生猪状态的稳定, 每家养殖场采样4 d。采样过程中以24 h为周期分别收集每栏生猪的全部粪便和养殖污水, 并称重记录。粪便收集由养殖工人正常清粪并放入对应的粪便收集桶中, 工人根据生猪产便情况每天清理1~5次, 养殖污水则由铺设的管道流入收集桶内, 采样过程不影响正常的养殖作业。每天采样结束后将每栏生猪粪便混匀后取样2份, 每份不少于500 g, 一份不进行预处理, 用来测定含水率, 另一份样品按每100 g新鲜粪便加20 mL浓度为4.5 mol·L^-1硫酸的方法进行预处理, 使pH值小于2^[11]。养殖污水现场混匀并测定pH值后取样250 mL, 并在样品中按每100 mL加入4.5 mol·L^-1硫酸2 mL和4滴甲苯进行预处理。所有样品均放入保温箱或冰箱中, 4 ℃以下避光保存。

1.3 样品分析

粪便测定指标:含水率, 有机质、全氮、全磷、铜、锌、隔、铬和铅含量; 尿液污水测定指标:pH值, COD, 氨氮、总氮、总磷、铜、锌、铬和铅含量。测定方法及标准如表 1所示。

表 1 粪、尿液和污水的测定指标、测定方法和方法标准 Table 1 Indices, determination methods and standards for the methods for analysis of feces, urine and wastewater from a pig farm

1.4 产污系数计算方法

产污系数的计算采用现阶段普遍采用的方法^[12-13], 分别考虑尿液和粪便, 以d为单位, 计算单头生猪不同饲养阶段(妊娠、育肥、保育)粪尿中各种污染物产生量。产污系数计算公式为

$ {F_{{\rm{P}}, i, j, k}} = {Q_{{\rm{F}}, i, j}} \times {C_{{\rm{F}}, i, j, k}} + {Q_{{\rm{U}}, i, j}} \times {C_{{\rm{U}}, i, j, k}}。$

(1)

式(1) 中, i、j、k分别为动物种类、生产阶段、污染物种类; F_{P, i, j, k}为单位动物的产污系数, mg·d^-1; Q_{F, i, j}为单位动物粪产量, kg·d^-1; C_{F, i, j, k}为粪便中污染物浓度, mg·kg^-1; Q_{U, i, j}为单位动物尿液产量, L·d^-1; C_{U, i, j, k}为尿液中污染物浓度, mg·L^-1。

2 结果与分析 2.1 养殖污水与粪便产量特征

苕溪流域2家典型不同规模生猪养殖场的养殖污水及粪便产量如表 2所示。生猪个体大小决定了单头生猪养殖污水与粪便产生量的大小, 2家养殖场的污水产量均为保育猪 < 育肥猪 < 妊娠猪, 其平均污水产量分别为3.11、6.22和11.72 kg·d^-1·头^-1。但金爱养殖场粪便产量出现育肥猪>妊娠猪的情况, 这主要是因为金爱养殖场妊娠猪粪便的含水率相对较低。从不同养殖场来看, 除2家养殖场保育猪的污水产量相差不大外, 金爱养殖场单头生猪养殖污水及粪便的日均产量均高于大观山养殖场, 这是由2家不同的喂养方式决定的:大观山养殖场3个养殖阶段生猪均采用固定配比的精饲料喂养; 金爱养殖场除保育猪用精饲料喂养外, 其他2个养殖阶段生猪的饲料均为经过发酵后的泔水(来自附近的学校和饭店)、酒糟配麸皮、玉米等, 采用湿法喂养, 饲料含水率较高, 并且采用人工喂养, 投料方式相对粗犷, 有部分未吃完的饲料残渣混入粪便中, 这可能是其养殖污水和粪便产量相对较高的主要原因。

表 2 不同生猪养殖场污水与粪便产量 Table 2 Variation of production of sewage and feces relative to farms

2.2 养殖污水与粪便污染物特征 2.2.1 污水污染物特征

表 3显示, 2家养殖场生猪养殖污水的pH值相差不大, 呈弱碱性, 从不同养殖阶段看, 保育猪养殖污水pH值最低, 金爱养殖场保育猪养殖污水平均pH值为7.83。大观山养殖场养殖污水中COD和TN浓度高于金爱养殖场, 这可能是因为2家养殖场采用养殖管理模式和污水产量不同导致污染物浓度发生变化。大观山和金爱妊娠猪的污水日均产量分别为9.42和13.82 kg·d^-1·头^-1, 相应的COD分别为6.24和3.99 g·L^-1, 较高的污水产量一定程度上稀释了养殖污水中污染物浓度。但金爱养殖场养殖污水中TP浓度远高于大观山养殖场, 其育肥猪养殖污水中ρ(TP)高达65.59 mg·L^-1, 而大观山养殖场ρ(TP)仅为4.55 mg·L^-1, 这可能是因为金爱养殖场饲料中(泔水)P含量较高导致, 金爱养殖场育肥猪泔水中w(TP)为15.36 g·kg^-1, 而大观山养殖场育肥猪饲料中w(TP)只有3.80 g·kg^-1。除了尿液外, 金爱养殖场生猪在进食半液态泔水时, 部分泔水洒落在猪舍内并被收集, 一定程度上也可能导致养殖污水TP含量升高。生猪养殖污水中重金属以Zn浓度最高, Cu、Pb次之, Cd最低, Cr和As浓度较为接近。其中, Zn、Cu是重要的饲料添加剂, 在生猪代谢过程中扮演着重要作用^[14], 2家养殖场不同养殖阶段生猪养殖废水中Zn和Cu浓度相近:均为保育、妊娠猪较高, 育肥猪较低, 但金爱养殖场不同养殖阶段Zn和Cu浓度差异大于大观山, 例如, 大观山养殖场保育猪和育肥猪养殖污水ρ(Cu)平均值分别为75.78和51.51 μg·L^-1, 而金爱养殖场分别为122.22和14.24 μg·L^-1, 相差近9倍, 这主要是因为2家养殖场饲料中Cu和Zn含量不同造成的。大观山养殖场保育猪和育肥猪饲料中w(Cu)分别为189和41.8 mg·kg^-1, 而金爱养殖场分别为316和5.78 mg·kg^-1。一般情况下, Pb、Cd、Cr和As不会用作饲料添加剂, 又因为其本身浓度较低, 生猪养殖场周边各种环境因素对其影响较大, 因此特征不明显, 2家养殖场之间亦无明显差异。

表 3 不同养殖场污水污染物特征 Table 3 Properties of pollutants in the wastewater relative to farms

养殖场	养殖阶段	pH值	COD/ (g·L^-1)	ρ(TN)/ (g·L^-1)	ρ(TP)/ (mg·L^-1)	ρ(Zn)/ (mg·L^-1)	ρ(Cu)/ (μg·L^-1)	ρ(Pb)/ (μg·L^-1)	ρ(Cd)/ (μg·L^-1)	ρ(Cr)/ (μg·L^-1)	ρ(As)/ (μg·L^-1)
大观山	保育	8.52±0.35^a	7.01±3.36^a	1.59±0.87^a	4.95±3.28^b	0.33±0.22^a	75.78±53.95^b	66.74±69.28^a	1.55±1.38^a	1.89±1.83^a	2.04±3.24^b
	育肥	8.95±0.22^a	6.69±3.58^a	2.11±0.96^a	4.55±2.48^a	0.26±0.26^a	51.51±33.04^a	64.70±65.72^a	1.58±1.72^a	1.96±2.92^b	1.45±3.02^b
	妊娠	9.21±0.19^a	6.24±4.62^a	2.64±2.09^a	20.11±26.33^a	0.28±0.26^a	76.14±93.13^b	28.87±24.4^a	1.24±1.1^a	3.17±5.21^a	2.10±3.72^a
金爱	保育	7.83±0.79^a	3.23±1.16^b	0.55±0.35^b	13.92±17.51^a	0.33±0.22^a	122.22±118.33^a	71.41±56.45^a	0.86±1.31^b	0.91±1.14^b	2.39±4.33^a
	育肥	8.97±0.24^a	6.38±2.80^a	1.94±0.86^a	65.95±38.01^a	0.07±0.03^b	14.24±10.84^b	22.17±19.58^b	1.33±1.73^a	3.91±3.22^a	2.71±3.85^a
	妊娠	8.93±0.22^a	3.99±2.01^b	1.31±0.69^b	20.89±23.07^a	0.16±0.17^b	98.45±153.74^a	31.47±24.97^a	1.29±1.56^a	1.84±1.74^b	2.63±3.54^a
同一列数据后英文小写字母不同表示2个养殖场同一类猪某指标差异显著(P < 0.05)。

表 3 不同养殖场污水污染物特征 Table 3 Properties of pollutants in the wastewater relative to farms

2.2.2 污水中污染物构成

生猪养殖业通过养殖污水与生猪粪便2种方式向外界排放污染物, 在实际养殖操作过程中也是对其分别进行收集的。生猪粪便一般通过人工或者机械收集以便进行资源化利用, 而养殖污水与部分未被收集的粪便则通过管道排入养殖场污水处理设备, 处理后进入环境。因此, 在养殖场污水处理环节, 养殖污水的处理是重中之重, 研究产污系数中养殖污水的相对贡献率对环境工程的设计有指导意义。经过计算, 苕溪流域生猪养殖业养殖污水中各污染物产量占总产量的比例如表 4所示。

表 4 污水中污染物构成分析 Table 4 Components of pollutants in the wastewater relatioe to fasms

在该研究中, 采样操作与工人正常作业清理猪舍的时间、方式一致, 养殖污水与生猪粪便的分离与养殖场实际操作过程一致, 可以反映真实的污染物产生构成情况。由表 5可见, TN的养殖污水产污综合占比最高, 保育、育肥、妊娠的综合占比分别为31.96%、51.33%、50.82%, 而TP的占比则很低, 3个养殖阶段的综合占比均不超过1%。养殖污水中重金属产量相对于总产量的比例均很低, 其中保育猪Cr的综合占比最低, 仅为0.04%, 污水Pb和Cd占比则相对较高, 基本都在5%以上, 最高可达20%以上, 这说明养殖污水的治理应重点关注TN、Pb和Cd。2家养殖场产污系数的污水占比略有差别, 大观山TN污水占比高于金爱, 而金爱污水TP占比高于大观山, 这是2家养殖场喂养和管理方式的不同造成的。从不同养殖阶段看, 生猪污水中污染物产量占总产污量的比例有明显差异, 保育期生猪TN、TP、Cu和Zn的污水产污量占比要低于其他2个养殖阶段, 而Pb和Cd的占比则相对较高, 这可能与不同养殖阶段生猪对重金属元素的利用率和代谢过程有关。

表 5 不同养殖场粪便特性(干基) Table 5 Properties of the pig feces relative to farms (dry basis)

养殖场	养殖阶段	含水率¹⁾/ %	w(有机质)/ %	w(TN)/ (g·kg^-1)	w(TP)/ (g·kg^-1)	w(Cu)/ (g·kg^-1)	w(Zn)/ (g·kg^-1)	w(Pb)/ (mg·kg^-1)	w(Cd)/ (mg·kg^-1)	w(Cr)/ (mg·kg^-1)	w(As)/ (mg·kg^-1)
大观山	保育	66.71±2.52^b	0.61±0.03^a	34.66±7.40^a	28.72±8.19^a	0.72±0.25^b	3.63±2.49^a	6.97±1.66^a	0.34±0.10^a	60.23±34.94^a	0.44±0.65^a
	育肥	67.36±2.82^a	0.59±0.03^a	29.77±4.85^a	30.54±11.86^a	0.43±0.23^a	1.31±0.42^a	6.73±1.25^a	0.32±0.12^a	45.96±17.62^a	0.53±0.81^a
	妊娠	62.96±7.84^a	0.57±0.03^a	26.16±5.20^a	38.35±12.17^a	0.27±0.10^b	1.11±0.32^a	5.71±1.08^a	0.27±0.06^a	39.09±15.04^a	0.47±0.64^a
金爱	保育	77.48±3.12^a	0.56±0.25^a	34.28±5.68^a	25.71±4.23^a	1.02±0.29^a	3.93±2.78^a	5.11±1.46^b	0.24±0.07^b	43.88±25.12^b	0.47±0.57^a
	育肥	77.57±3.63^a	0.71±0.26^a	20.99±4.29^b	32.75±11.83^a	0.12±0.26^b	0.22±0.17^b	4.17±1.85^b	0.24±0.09^b	17.30±4.18^b	0.28±0.39^b
	妊娠	61.91±6.30^a	0.56±0.22^a	21.14±2.72^b	36.65±5.68^a	0.34±0.30^a	0.77±0.71^b	4.63±1.81^b	0.31±0.18^a	20.25±8.77^b	0.46±0.66^a
同一列数据后英文小写字母不同表示2个养殖场同一类猪某指标差异显著(P < 0.05)。1) 指鲜粪含水率。

表 5 不同养殖场粪便特性(干基) Table 5 Properties of the pig feces relative to farms (dry basis)

2.2.3 粪便特性

表 5显示，金爱养殖场生猪粪便中含水率与有机质含量均高于大观山, 金爱粪便含水率相对较高是因为在样品采集过程中, 粪便会不同程度地被污水浸润, 浸润程度与养殖方式和粪便收集方式有关。大观山养殖场由专人负责粪便清扫, 收集频率高，每栏生猪数量较少, 降低了粪便被踩踏的机会, 粪便被收集时更为接近原始状态, 含水率较低, 大多在65%左右, 最高不超过70%。而金爱养殖场喂养的是含水率很高的泔水, 使得粪便本身含水率较高, 且每栏保育猪和育肥猪数量较多, 抢食过程亦导致污水大量混入粪便, 其日常活动进一步加剧了污水与粪便的混合, 使得收集时粪便已经被踩踏成泥浆状, 因此含水率远高于大观山, 最高可达80.81%。而有机质含量的差异则与养殖管理关系更大, 大观山养殖场针对不同生猪对营养成分的需求采取不同的饲料配方以提高经济效益, 生猪对饲料中养分利用率更高。总体上看, 大观山养殖场生猪粪便中(干基)TN含量略高于金爱养殖场, 而TP含量则相差不大。

大观山养殖场生猪粪便中重金属含量亦略高于金爱养殖场。从不同养殖阶段看, 保育猪粪便中TN含量最高, 妊娠猪最低, 而妊娠猪粪便中TP含量最高, 保育猪最低。2家养殖场保育猪粪便中Cu和Zn含量均高于其他2个养殖阶段生猪, 大观山养殖场w(Cu)和w(Zn)分别为720和3 630 mg·kg^-1, 金爱养殖场分别为1 020和3 930 mg·kg^-1, 这是因为在生长阶段前期, 为了满足快速增长发育的需求, 在饲料中添加了高水平的Cu和Zn, Cu直接参与生猪胆固醇代谢、骨骼矿化和免疫调剂等代谢功能, Zn则可以促进生猪的快速增长和健康。保育猪饲料中Cu和Zn含量一般明显高于其他养殖阶段的饲料, 并且因为生物富集作用, 畜禽粪便重金属能高出饲料数倍, 且不同样品间相差也很大。石艳平等^[15]通过对27家规模生猪养殖场饲料和对应粪便样品重金属含量进行分析, 发现保育猪粪便w(Cu)和w(Zn)平均值最高, 分别达628.60和3 834.60 mg·kg^-1, 且与饲料中重金属含量呈很好的相关性, 与该研究的结果一致。不同养殖阶段生猪粪便中Pb、Cd、Cr和As含量差异不明显。

2.3 产污系数分析 2.3.1 不同养殖场产污系数特征

表 6显示，总体上，大观山养殖场生猪TN产污系数比金爱养殖场高, 但相差不大, 金爱养殖场3个养殖阶段生猪TN产污系数分别为大观山养殖场的90.85%、94.49%和93.02%。而金爱养殖场TP产污系数则远高于大观山养殖场, 同是采用精饲料喂养的保育猪产污系数为大观山养殖场的1.5倍, 使用泔水喂养的育肥猪和妊娠猪则达2倍左右, 这说明采用泔水喂养会显著提高生猪的TP产污量。虽然2个养殖场污水量以及TP浓度相差较大, 但是由于粪便中TP绝对含量大, 污水中TP污染物产生量占TP总产污量的比例小于1%, 污染物主要来源于粪便。此外，不同的养殖管理模式亦对生猪TP产污系数有较大影响, 对TN产污系数的影响则较小。从不同养殖阶段看, TN和TP的产污系数均为妊娠>育肥>保育, TP各养殖阶段产污系数的差异要大于TN, 其中, 妊娠猪的TP综合产污系数是保育猪的4.6倍, 而TN则为3.4倍, 这可能是因为不同养殖阶段生猪对N和P的利用效率不同。2家养殖场Cu和Zn的产污系数均以育肥期为较低, 这是因为保育猪摄入Cu和Zn较多, 而妊娠猪养殖废物产生量较高。Pb、Cd、Cr和As在养殖污水与粪便中的含量差异不明显, 其产污系数更多地与生猪养殖废物产量有关, 表现为妊娠>育肥>保育。

表 6 不同养殖场产污系数特征 Table 6 Pollutants generation coefficients relative to farm

2.3.2 与其他研究成果的比较

除了污普系数外, 我国很多学者亦开展了生猪养殖业产排系数的测算及特征研究工作。目前，我国大多数研究仅探讨了生猪养殖TN和TP的产污系数, 因此，亦选取TN和TP这2个产污系数指标将该研究与其他研究成果进行横向对比。由表 7可见, 不同研究成果之间差异明显。对比其他研究成果, 该研究中TN的产污系数与污普系数^[9]与谢飞等^[5]的研究成果相近, 而汪开英等^[16]的研究结果则略大一些; 污普系数(华东)中TP的产污系数很小, 这可能是因为华东地区幅员辽阔, 其平均产污系数在较小区域的产污核算过程中代表性不佳, 而该研究与其他2位学者的研究成果则很相近。这说明在一定区域范围内生猪养殖的产污系数具有较好的一致性, 该研究的研究对象在苕溪流域具有典型性, 可以反映流域内典型生猪养殖产污的一般性特征。

表 7 该研究与其他研究成果的对比 Table 7 Comparison of the findings of this study with those of the others

3 结论

(1) 苕溪流域不同规模养殖场保育猪的污水产量相差不大, 但规模较小的金爱养殖场育肥猪及妊娠猪单头生猪养殖污水及粪便的日均产量均高于规模大的大观山养殖场。

(2) 规模较大养殖场生猪养殖污水和粪便中污染物含量大多高于较小规模养殖场, 但小型养殖场由于使用泔水喂养, 养殖废物中TP含量远高于大观山养殖场。Cu、Zn是生猪生长重要的添加剂, 2种规模养殖场保育猪粪便中Cu和Zn含量均高于育肥猪和妊娠猪。不同养殖场养殖废弃物中Pb、Cr、Cd和As含量无明显差异。2个养殖场污水均以TN产污综合占比为最高。

(3) 较大规模的养殖场TN产污系数略高于较小规模养殖场, 而较小规模养殖场TP产污系数远高于较大规模养殖场, 不同规模养殖场由于生猪喂养和管理方式不同, 对TP的产污系数影响较大, 对TN的产污系数影响较小。育肥猪Cu和Zn的产污系数低于其他2个养殖阶段, Pb、Cd、Cr和As的产污系数总体趋势为妊娠>育肥>保育。

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