薛 云,陸雪林,李何君,黃士新,沈富林
(1.上海市動物疫病預防控制中心,上海 長寧 201103;2.上海農(nóng)林職業(yè)技術學院,上海 松江 201699)
臭氣是規(guī)模養(yǎng)豬場主要的污染源之一,其對周圍居民的工作、生活及自身養(yǎng)殖場的眾多方面帶來嚴重危害?,F(xiàn)在,養(yǎng)豬場的臭氣減控工作越來越引起重視。為保護和改善環(huán)境,減少污染物排放,推進生態(tài)文明建設,2018年我國開始實施《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》。為保護環(huán)境,防治污染,促進畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理技術的進步,2019年上海市開始實施了強制性地方標準《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(DB 31/1098—2018),其中要求規(guī)模豬場從2020年起臭氣濃度周界排放限值為20(無量綱)。為研究豬場臭氣排放規(guī)律,本研究選擇6家規(guī)模豬場,通過測定和分析場界春、夏、秋、冬季臭氣濃度,為指導養(yǎng)豬場采取相關措施,做好臭氣減排工作提供參考。
于2020年4—5月(春季)、7—8月(夏季)、10—11月(秋季)、12月(冬季)各選取一天典型天氣在上午8:00至下午14:00采集上海市松江區(qū)、崇明區(qū)、浦東新區(qū)、金山區(qū)的6家規(guī)模豬場(3家干清糞工藝的豬場、3家水泡糞工藝的豬場)的場界臭氣。在豬場上風向場界邊界設置1個采樣點,在下風向場界邊界設置3個采樣點。
用天津迪蘭奧特環(huán)??萍奸_發(fā)有限公司制造的氣體采樣袋(8 L)采集臭氣樣品,每個采樣點采集3個樣品,每個樣品采集3 min。使用風速儀、溫濕度計采集風速、風向、氣溫、濕度等氣象參數(shù)。按照《空氣質(zhì)量 惡臭的測定 三點比較式臭袋法(GB/T 14675—1993)》測定臭氣濃度。
用Excel對數(shù)據(jù)進行初步處理,采用SPSS 22.00統(tǒng)計分析軟件的獨立樣本的t檢驗、單因素方差分析對數(shù)據(jù)進行分析,用Duncan氏法進行多重比較,用雙變量進行相關性分析,結果用平均值±標準誤表示。
水泡糞工藝規(guī)模豬場春、夏、秋、冬季臭氣濃度見表1。上風向的臭氣濃度平均值均低于10.00,春季臭氣濃度范圍為<10.00~12.00,夏季臭氣濃度范圍為<10.00~13.00,秋季和冬季臭氣濃度均低于10.00。下風向的臭氣濃度平均值為11.33~26.41,其中秋季>冬季>春季>夏季。春季臭氣濃度范圍為<10.00~17.00,夏季臭氣濃度范圍為<10.00~15.00,秋季臭氣濃度范圍為15.00~48.00,冬季臭氣濃度范圍為<10.00~30.00。
表1 水泡糞工藝規(guī)模豬場春、夏、秋、冬季臭氣濃度
干清糞工藝規(guī)模豬場春、夏、秋、冬季臭氣濃度見表2。上風向的臭氣濃度平均值為<10.00~13.56,春季臭氣濃度范圍為<10.00~12.00,夏季臭氣濃度范圍為12.00~15.00,秋季和冬季臭氣濃度均低于10.00。下風向的臭氣濃度平均值為<10.00~26.15,其中秋季>夏季>春季>冬季。春季臭氣濃度范圍為<10.00~19.00,夏季臭氣濃度范圍為11.00~18.00,秋季臭氣濃度范圍為<10.00~38.00,冬季臭氣濃度范圍為<10.00~14.00。
表2 干清糞工藝規(guī)模豬場春、夏、秋、冬季臭氣濃度
氣象等因素與臭氣濃度的相關性分析結果見表3。采樣位點(上、下風向位點)與臭氣濃度的相關系數(shù)為0.338,達到極顯著水平(P<0.01)。風向與臭氣濃度的相關系數(shù)為0.352,達到極顯著水平(P<0.01)。氣溫與臭氣濃度的相關系數(shù)為0.200,達到極顯著水平(P<0.01)。濕度與臭氣濃度的相關系數(shù)為0.117,達到顯著水平(P<0.05)。采樣時間、風速、大氣壓與臭氣濃度無顯著相關(P>0.05)。
表3 氣象等因素與臭氣濃度的相關關系
豬場臭氣主要來源于豬糞尿、體表污物、各類污水等。臭氣成分復雜,主要包括胺類、醇類、酚類、酯類、醛類、酮類、硫醇類、揮發(fā)性脂肪酸等有機成分和氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)等無機成分[1]。其中,刺激性味道較突出的為NH3、H2S、吲哚、糞臭素、硫醇類[2]。一方面,濃烈的臭味刺激豬呼吸道,引起豬群呼吸困難、躁動不安、采食量下降[3]。同時,豬場臭氣會導致養(yǎng)殖員產(chǎn)生哮喘、鼻炎、氣流阻塞等呼吸道疾病[4]。另一方面,豬場臭氣也影響周圍居民,引起頭痛、惡心、食欲不振、嗅覺失調(diào)等全身不適,甚至出現(xiàn)神志不清、情緒不穩(wěn)等狀況[5]。
臭氣濃度是根據(jù)嗅覺器官試驗法對惡臭氣體氣味的大小予以數(shù)量化表示的指標,即用無臭的清潔空氣對惡臭氣體樣品連續(xù)稀釋至嗅辨員閾值時的稀釋倍數(shù)。魏波等(2009)[6]研究表明,養(yǎng)豬場場界下風向采樣點臭氣濃度較高,對各個季節(jié)臭氣濃度對比顯示,夏季高于冬、初春兩季。本研究中,水泡糞、干清糞工藝規(guī)模豬場各個季節(jié)場界上風向的臭氣濃度平均值均低于下風向,兩者秋季下風向的臭氣濃度均最高,超過20(無量綱)。養(yǎng)殖場臭氣的排放濃度與糞尿管理形式、養(yǎng)殖方式等有很大關系[7]。本研究中,水泡糞工藝規(guī)模豬場上風向的臭氣濃度平均值均低于10.00。下風向的臭氣濃度平均值為11.33~26.41,其中秋季>冬季>春季>夏季。干清糞工藝規(guī)模豬場上風向的臭氣濃度平均值為<10.00~13.56。下風向的臭氣濃度平均值為<10.00~26.15,其中秋季>夏季>春季>冬季。雖然不同清糞工藝養(yǎng)豬場各季節(jié)臭氣濃度變化規(guī)律不一致,但均應特別注意做好秋季的臭氣減排工作。
臭氣的擴散過程受氣壓、風速等條件影響,如風速是決定大氣污染物稀釋程度的重要因素之一[8]。魏波等(2009)[6]研究顯示,氣溫與臭氣濃度呈正相關。Pan等(2007)[9]研究表明,氣溫與臭氣濃度高度相關,而采樣時間、風向、風速等對臭氣濃度影響較弱。鄭芳(2010)[7]研究顯示,當風速<5.4 m/s、濕度30%~67%、溫度27~37 ℃時,風速、氣溫和濕度對惡臭污染物擴散速率的影響均顯著,且氣溫和風速的影響較濕度大。而本研究中,風向、氣溫、濕度與臭氣濃度顯著相關,而采樣時間、風速、大氣壓與臭氣濃度無顯著相關,本研究可為新建養(yǎng)殖場綜合氣象條件合理選址及現(xiàn)有養(yǎng)殖場評估臭氣影響及有針對性地控制臭氣排放提供參考。
選擇6家規(guī)模豬場測定場界春、夏、秋、冬季臭氣濃度。結果顯示:1)水泡糞工藝規(guī)模豬場上風向的臭氣濃度平均值均低于10。下風向的臭氣濃度平均值為11.33~26.41,其中秋季>冬季>春季>夏季。2)干清糞工藝規(guī)模豬場上風向的臭氣濃度平均值為<10.00~13.56。下風向的臭氣濃度平均值為<10.00~26.15,其中秋季>夏季>春季>冬季。3)采樣位點、風向、氣溫與臭氣濃度極顯著相關,濕度與臭氣濃度顯著相關,采樣時間、風速、大氣壓與臭氣濃度無顯著相關。