王 莉，張曼秋，葉小梅，張應(yīng)鵬，杜 靜

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種養(yǎng)結(jié)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210014)

隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，養(yǎng)殖規(guī)模在100頭以上的養(yǎng)殖戶數(shù)量及其存欄量均出現(xiàn)大幅度的增加。2017年，中國(guó)奶牛存欄量為1 079.8萬(wàn)頭，比2016年增長(zhǎng)4.1%。到2018年，規(guī)模養(yǎng)殖比重達(dá)60%以上。2019年全國(guó)奶牛存欄量同比增加0.67%，奶牛產(chǎn)奶量同比提高4.1%，中國(guó)奶牛養(yǎng)殖模式逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化。2020年《第二次全國(guó)污染源普查公告》中的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)、生活和畜禽養(yǎng)殖為三大主要污染源。張偉認(rèn)為，我國(guó)大型奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)排放廢水中COD、BOD、SS分別超標(biāo)50～70倍、70～80倍、12～20倍。因地制宜對(duì)奶牛廠進(jìn)行科學(xué)管理、減少環(huán)境排放是奶牛產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要保障。目前奶牛廠的糞污處理主要為達(dá)標(biāo)排放和還田利用2種模式，達(dá)標(biāo)排放即糞便經(jīng)固液分離后，糞渣作為原料出售，糞水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理；還田利用處理模式即糞便經(jīng)無(wú)害化處理后直接或間接全量還田利用。奶牛場(chǎng)糞便管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，很難根據(jù)某個(gè)單獨(dú)環(huán)節(jié)的優(yōu)劣來(lái)綜合評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)的效率，而生命周期評(píng)價(jià)(life cycle assessment，LCA)可對(duì)奶牛場(chǎng)糞便管理過程中對(duì)環(huán)境的影響及對(duì)自然資源的消耗進(jìn)行全面的分析及評(píng)價(jià)，目前LCA 分析法在國(guó)內(nèi)外奶牛生產(chǎn)及糞便管理過程也有一定的應(yīng)用。因此，本研究從環(huán)境與經(jīng)濟(jì)綜合效益角度出發(fā)，通過對(duì)大規(guī)模奶牛場(chǎng)主要采用的污水達(dá)標(biāo)排放和沼液還田利用2種模式進(jìn)行全生命周期評(píng)價(jià)，以期為規(guī)?；膛?chǎng)糞污處理模式的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 生命周期評(píng)價(jià)模型

依據(jù)《環(huán)境管理 生命周期評(píng)價(jià)原則與框架》(ISO)，生命周期評(píng)價(jià)(LCA)由評(píng)價(jià)目標(biāo)和范圍、清單分析、影響評(píng)價(jià)(分類化、特征化、標(biāo)準(zhǔn)化、加權(quán))、結(jié)果解釋4個(gè)部分組成。

1.1.1 評(píng)價(jià)對(duì)象 2020年12月10—12日對(duì)采用達(dá)標(biāo)處理模式的江蘇省揚(yáng)州市廣陵區(qū)某奶牛場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，奶牛場(chǎng)年存欄量1 500頭，其中泌乳牛990頭，育成牛510頭。奶牛場(chǎng)采用機(jī)械刮糞，集中收集后經(jīng)過固液分離，糞渣堆肥晾曬后作為墊料回用；廢水首先經(jīng)過氧化塘，之后進(jìn)入集水池、調(diào)節(jié)池，經(jīng)疊螺壓濾機(jī)處理后到中間水池，利用A/O工藝處理后絮凝沉淀，最后進(jìn)入蓮藕塘或納管。該奶牛場(chǎng)擠奶廳的用水為循環(huán)回用。廢水產(chǎn)生量調(diào)研數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)中報(bào)道的泌乳牛和育成牛的糞尿產(chǎn)污系數(shù)基本相同。產(chǎn)污系數(shù)如下：每頭泌乳牛產(chǎn)生的糞便量為32.1 kg/d，尿液量為20.9 kg/d，每頭育成牛產(chǎn)生的糞便量為13.6 kg/d，尿液量為7.6 kg/d。鮮糞漿的理化性質(zhì)為：pH值7.3，COD為 38 550 mg/L，TS含量為21%，TN含量為1 960 mg/L，氨氮含量為1 342 mg/L，TP含量為156 mg/L。

2020年12月13—15日對(duì)采用還田利用處理模式的江蘇省徐州市睢寧縣某奶牛場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，該奶牛場(chǎng)年存欄量3 500頭，其中泌乳牛1 900頭，育成牛 1 600 頭。奶牛場(chǎng)采用機(jī)械刮糞，集中收集后經(jīng)過固液分離機(jī)，糞渣靜態(tài)堆肥后制作有機(jī)肥，廢水首先經(jīng)過黑膜沼氣池進(jìn)行厭氧發(fā)酵，之后進(jìn)入氧化塘貯存，最終還田。該奶牛場(chǎng)擠奶廳用水后的污水與糞污混合處理，該奶牛廠固液分離后產(chǎn)干糞 18 t/d，廢水232 t/d，總糞污量為250 t/d。鮮糞漿的理化性質(zhì)為：pH值為7.5，COD為35 862 mg/L，TS含量為20%，TN含量為2 285 mg/L，氨氮含量為1 739 mg/L，TP為144 mg/L。

2.1.2 評(píng)價(jià)范圍 本研究的系統(tǒng)邊界范圍包含糞污清理、糞污收集、貯存、末端處理，奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的2種糞污處理模式系統(tǒng)邊界見圖1。

2.1.3 清單分析 清單分析是建立在目標(biāo)和范圍階段定義要求之上的階段，以收集廢物管理系統(tǒng)流程進(jìn)出的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以達(dá)到一個(gè)全面的排放和資源消耗清單，并對(duì)分析系統(tǒng)建模。過程的輸入輸出清單大部分通過調(diào)研獲取，而背景數(shù)據(jù)則需通過中國(guó)LCA基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)(CLCD)獲取。

2.1.4 生命周期影響評(píng)價(jià) 生命周期影響評(píng)價(jià)是生命周期評(píng)價(jià)的核心部分，即為將清單分析中收集到的各種資源消耗和產(chǎn)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行定性定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方法包含配方法、IMPACT 2002、CML2000、EDIP97、生態(tài)指標(biāo)99等。本研究選用荷蘭萊頓大學(xué)環(huán)境研究中心2001年發(fā)布的CML2001模型進(jìn)行生命周期影響評(píng)價(jià)。

2.1.5 特征化 特征化是以某一種生態(tài)影響因子為基準(zhǔn)，得出其他各個(gè)因素的特征值。各環(huán)境影響潛值計(jì)算公式如下

()=∑()=∑[()()]。

(1)

式中：()表示第種因素對(duì)環(huán)境的影響值；()表示第種生態(tài)影響因子的影響；()表示第種生態(tài)影響因子排放量；()表示第種生態(tài)影響因子對(duì)第種因素的環(huán)境影響當(dāng)量系數(shù)。所涉及的當(dāng)量系數(shù)見表1。

表1 不同影響因子的當(dāng)量系數(shù)

2.1.6 標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)化是將特征化的結(jié)果一般化的過程，主要目的是為不同環(huán)境影響類型的比較提供標(biāo)準(zhǔn)值，便于統(tǒng)一對(duì)比，也為后面的加權(quán)評(píng)估提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本研究以Sleeswijk等的全球100年時(shí)間尺度下各類環(huán)境影響基準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)生命周期評(píng)價(jià)特征化結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(表2)。

表2 標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果為：

=()。

(2)

式中：表示第種因素的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果；()表示第種因素對(duì)環(huán)境的影響；表示世界2000年人均標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)值。

2.1.7 加權(quán) 加權(quán)評(píng)估是利用權(quán)重來(lái)確定各因素對(duì)系統(tǒng)的影響程度，本研究采用專家組評(píng)議來(lái)確定權(quán)重，通過文獻(xiàn)收集獲得以環(huán)境科學(xué)和農(nóng)業(yè)生態(tài)為主要背景的16位專家已確定的權(quán)重系數(shù)，歸一化后得出全球變暖、酸化效應(yīng)、富營(yíng)養(yǎng)化的權(quán)重系數(shù)分別為0.32、0.36、0.32。加權(quán)評(píng)估公式為

=×。

(3)

式中：表示第種環(huán)境影響加權(quán)評(píng)估后的環(huán)境影響潛值；表示第種環(huán)境影響標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果；表示第種環(huán)境影響因子的權(quán)重系數(shù)。

2.1.8 結(jié)果解釋 結(jié)果解釋即通過分析處理后的數(shù)據(jù)，對(duì)奶牛場(chǎng)體系整個(gè)生命周期的資源消耗、廢棄物的排放進(jìn)行評(píng)價(jià)說(shuō)明。通過評(píng)估從而提出定量或定性的改善方法。

2.2 成本-效益分析

在奶牛場(chǎng)不同糞污處理模式的系統(tǒng)邊界內(nèi)計(jì)算確定糞污處理的成本和收益，其中成本主要包括糞污處理階段的設(shè)備折舊、固定資產(chǎn)折舊、人工、電力、柴油和其他費(fèi)用；收益包括墊料回用的替代費(fèi)用、出售有機(jī)肥收益、沼氣供能節(jié)省煤電費(fèi)用。成本計(jì)算公式為

=×+×+×+×+×+。

(4)

式中：表示總成本，萬(wàn)元；表示設(shè)備費(fèi)用，萬(wàn)元；表示設(shè)備折舊率；表示建筑成本，萬(wàn)元；表示建筑設(shè)施折舊率；表示人工數(shù)；表示人均工資，萬(wàn)元；表示用電量，MW；表示電力單價(jià)，萬(wàn)元/MW；表示柴油消耗量，L；表示柴油單價(jià)，萬(wàn)元/L；表示其他費(fèi)用，包括技術(shù)服務(wù)費(fèi)(70元頭)和設(shè)備維修費(fèi)用(78元頭)等，萬(wàn)元。的設(shè)定值為10、的設(shè)定值為5%。

不同處理模式的凈收益計(jì)算公式為

=-。

(5)

式中：表示凈收益，萬(wàn)元；表示糞污處理階段總收益，萬(wàn)元；表示糞污處理階段總成本，萬(wàn)元。

2 結(jié)果與分析

2.1 達(dá)標(biāo)處理模式的環(huán)境影響與經(jīng)濟(jì)效益

2.1.1 清單分析 第一，機(jī)械刮糞階段。該階段的能耗主要來(lái)源于刮糞機(jī)的耗電及牛舍沖洗水抽到蓄水塔中抽水泵的耗電。該奶牛場(chǎng)有刮糞機(jī)5臺(tái)，功率均為1.5 kW，總耗電量為 90 kW·h/d，測(cè)算該階段處理1 t糞污耗電量為 1 kW·h。第二，擠奶廳用水階段。該階段的能耗主要來(lái)源于水泵做功，水泵為4臺(tái)，其中3臺(tái)功率為30 kW，1臺(tái)功率為 27 kW，總耗電量為 2 808 kW·h/d，測(cè)算該階段處理1 t糞污須耗電 31.29 kW·h。第三，固液分離階段。該階段的能耗主要來(lái)源于螺旋擠壓機(jī)、輸送泵和攪拌機(jī)的能源消耗。該奶牛場(chǎng)擁有螺旋擠壓機(jī)1臺(tái)，功率為5 kW，耗電量為30 kW·h/d；糞污回流泵2臺(tái)，功率為30 kW；攪拌機(jī)1臺(tái)，功率為30 kW；輸送泵1臺(tái)，功率為30 kW，總耗電量為2 880 kW·h/d，測(cè)算該階段處理1 t糞污耗電量為32.43 kW·h。第四，分離后糞渣運(yùn)輸和堆肥階段。糞渣堆肥過程中會(huì)產(chǎn)生溫室氣體和NH，該階段產(chǎn)生氣體的排放因子參考文獻(xiàn)[26]，其中CH排放因子[以干物質(zhì)(DM)中的CH-C計(jì)，下同]為1.51 g/kg、CO排放因子(以DM中的CO-C計(jì)，下同)為43.33 g/kg、NO排放因子(以TN中的NO-N計(jì)，下同)為 2.23 g/kg、NH排放因子(以TN中的NH-N計(jì)，下同)為17.7 g/kg。糞渣堆肥階段產(chǎn)生的CH、CO、NO排放量分別根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算。

(6)；

(7)

(8)

(9)

式中：表示堆肥期間氣體排放量，g/kg；表示堆肥期間溫室氣體的排放因子，g/kg；表示干物質(zhì)含量，%。

糞渣堆肥后可以用于墊料回用，一般利用農(nóng)用車運(yùn)往各牛舍，估算該階段處理糞污的耗油量為0.027 kg/t。第五，氧化塘貯存階段。參照文獻(xiàn)[27]，廢水貯存過程中溫室氣體CO、CH、NO、NH的排放因子分別為33.02%、26.62%、0.000 5%、9.81%。根據(jù)年排放系數(shù)以及固液分離后的糞渣含水率，計(jì)算可得日產(chǎn)糞渣20 t，廢水產(chǎn)生量為73 t，糞污總處理量約為93 t，此階段以處理奶牛場(chǎng)每日產(chǎn)生的1 t糞污為功能單位。氧化塘儲(chǔ)存階段溫室氣體及NH的排放量依據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算。

(10)

(11)

(12)

(13)

式中：廢水貯存階段氣體排放量，g/kg；表示廢水貯存階段氣體年平均排放系數(shù)，%；表示糞渣(廢水)中的總有機(jī)碳(TOC)含量，g/kg；表示糞渣(廢水)中的全氮(TN)含量，g/kg。

第六，污水處理階段。該階段的環(huán)境污染物排放主要包含貯存階段、處理階段和排放階段。貯存階段溫室氣體與NH的排放根據(jù)年排放系數(shù)計(jì)算；處理階段溫室氣體與NH的排放主要來(lái)源于：氧化塘進(jìn)水泵，功率5 kW；集水池?cái)嚢铏C(jī)，功率2.2 kW；疊螺壓濾機(jī)用一備一，功率0.55 kW；鼓風(fēng)機(jī)1臺(tái)，功率7.5 kW；缺氧池?cái)嚢铏C(jī)2臺(tái)，功率0.37 kW；混合液回流泵2臺(tái)，功率2.5 kW?？偤碾娏?505.76(kW·h)/d，估計(jì)處理糞污耗電 5.42(kW·h)/t；最終排放階段的TN、TP和COD的排放量依據(jù)實(shí)測(cè)值進(jìn)行計(jì)算。

將各階段的環(huán)境污染物排放清單匯總，可得達(dá)標(biāo)排放處理模式的生命周期清單(表3)。

表3 達(dá)標(biāo)排放處理模式的生命周期清單

2.1.2 經(jīng)濟(jì)效益 此奶牛廠的設(shè)施建設(shè)主要包括排污管道、集污池、氧化塘、A/O池；工具設(shè)備主要包括刮糞機(jī)、水泵、攪拌機(jī)、回流泵、輸送泵、固液分離機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、疊螺壓濾機(jī)；工人數(shù)為4人；耗電量為 2 293.57 MW/年；耗油量為1 095 L/年。糞污達(dá)標(biāo)處理階段的成本見表4，此階段總成本為 0.34 萬(wàn)元/(年·頭)。

表4 達(dá)標(biāo)排放處理模式糞污處理階段的成本

處理糞污的收益為墊料回用替代費(fèi)用，補(bǔ)充墊料約為 0.1 m/d·頭，鋸木墊料成本是 80元/m，約節(jié)省成本 0.176 萬(wàn)元/(年·頭)，得出奶牛場(chǎng)凈收益為=-=0.176萬(wàn)元/(年·頭)-0.340萬(wàn)元/(年·頭)=-0.164 萬(wàn)元/(年·頭)。

2.2 種養(yǎng)循環(huán)模式的環(huán)境影響與經(jīng)濟(jì)效益

2.2.1 清單分析 第一，機(jī)械刮糞階段。該階段的能耗主要來(lái)源于刮糞機(jī)耗電與牛舍沖洗水抽到蓄水塔中抽水泵的耗電。該奶牛場(chǎng)有刮糞機(jī)10臺(tái)，功率為1.5 kW，抽水泵1臺(tái)，功率為 30 kW，總耗電量為900 kW·h/d，測(cè)算處理糞污需耗電0.85 kW·h/t。第二，固液分離階段。該階段的能耗主要來(lái)源于螺旋擠壓機(jī)、輸送泵和攪拌機(jī)的能源消耗。該奶牛場(chǎng)有螺旋擠壓機(jī)2臺(tái)，功率為5 kW，耗電量為 60 kW·h/d；攪拌機(jī)2臺(tái)，功率為30 kW；輸送泵4臺(tái)，功率為30 kW，總耗電量為4 320 kW·h/d，測(cè)算處理糞污須耗電 17.52 kW·h/t。第三，分離后糞渣運(yùn)輸與堆肥階段。固液分離后糞渣運(yùn)往第三方進(jìn)行好氧堆肥，奶牛場(chǎng)距離第三方綜合處理廠約 1 km，運(yùn)輸耗油量約為0.068 6 L/t；該本奶牛場(chǎng)采用“分子+生物膜”靜態(tài)覆蓋堆肥技術(shù)，覆蓋膜能將臭氣濃度降低90%～97%，整個(gè)處理過程無(wú)臭氣無(wú)污水產(chǎn)生，所有糞污全部轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，而糞渣堆肥階段產(chǎn)生的CH、CO、NO排放量分別依據(jù)公式(11)、公式(12)、公式(13)進(jìn)行計(jì)算。第四，廢水厭氧發(fā)酵階段。此階段溫室氣體排放量幾乎為0，產(chǎn)生的沼氣可為農(nóng)場(chǎng)提供能源，1 m沼氣可以減少2 kg煤炭的燃燒，相當(dāng)于減少3.79 kg溫室氣體CO的排放量，依此計(jì)算，厭氧發(fā)酵處理1 t廢水可減少5.45 kg CO的排放量。第五，沼液貯存階段。厭氧發(fā)酵完成后產(chǎn)生沼渣沼液，進(jìn)入貯存池暫時(shí)貯存，貯存過程中溫室氣體和NH的排放因子參考文獻(xiàn)[29]，其中CH、CO、NH、NO的排放因子分別為0.047、0.000 29、0.002、0.004 5 g/kg。沼液貯存階段產(chǎn)生的CH、CO、NO排放量依據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算。

(14)

(15)

(16)

(17)

式中：表示沼液貯存階段氣體排放量，g/kg；表示沼液貯存階段氣體的排放因子；表示沼液中總碳含量，g/kg(FM)；表示沼液總氮含量，g/kg(FM)。

第六，還田階段。此奶牛場(chǎng)約流轉(zhuǎn)53.33 hm土地用于水稻與小麥種植，用于消納每日產(chǎn)生的沼液，沼液還田后的CH、CO、NO的排放系數(shù)參考文獻(xiàn)[30]，CH排放因子為6.91 g/kg、CO排放因子為69.7 g/kg、NO排放因子為3.78 g/kg、NH排放因子為4.12 g/kg。還田階段產(chǎn)生的CH、CO、NO、NH排放量根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算。

(18)

(19)

(20)

(21)

式中：表示還田期間氣體的排放量，g/kg；表示還田期間氣體的排放因子；表示鮮物質(zhì)中的總碳含量，g/kg(FM)；表示鮮物質(zhì)中的總氮含量，g/kg(FM)。

將各階段的環(huán)境污染物排放清單匯總，可得還田利用模式的生命周期清單(表5)。

表5 還田利用處理模式的生命周期清單

2.2.2 經(jīng)濟(jì)效益 此奶牛場(chǎng)還田利用處理模式中的設(shè)施建設(shè)主要包括排污管道、集污池、氧化塘、黑膜沼氣池；工具設(shè)備主要包括刮糞機(jī)、水泵、攪拌機(jī)、輸送泵、固液分離機(jī)；工人數(shù)為2；耗電量為853.1 MW/年；耗油量為5 475 L/年。黑膜沼氣池2.55萬(wàn)m，包工包料的造價(jià)一般為50～60元/m；沼液貯存池8萬(wàn)m，造價(jià)一般為2～3元/m。流轉(zhuǎn)53.33 hm土地用于水稻與小麥的種植，生產(chǎn)成本主要包括流轉(zhuǎn)土地、種子、肥料、人工費(fèi)用，收益主要包括主產(chǎn)品產(chǎn)值、副產(chǎn)品產(chǎn)值，其中沼液可以替代部分化肥，干麥秸、稻草等可以作為奶牛臥床墊料，化肥和農(nóng)藥的使用量參考文獻(xiàn)[31]，種植階段的成本與收益如下：種子投入為10.9萬(wàn)元，肥料投入為6.72萬(wàn)元，農(nóng)藥投入為5.6萬(wàn)元，人工成本為49.2萬(wàn)元，土地成本為18.9萬(wàn)元，主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值為168.4萬(wàn)元，沼液可以替代氮肥、鉀肥、磷肥分別為 7 665、2 738、275 kg，節(jié)約化肥成本約 1.64 萬(wàn)元，最終計(jì)算出種植階段的總成本為 0.025 6 萬(wàn)元/(年·頭)，種植階段獲得的總收益為 0.048 萬(wàn)元/(年·頭)。糞污處理階段的成本見表6，最終計(jì)算出還田利用模式總成本為 0.277 萬(wàn)元/(年·頭)。

表6 還田利用處理模式糞污處理階段的成本

處理糞污的收益包括糞渣好氧堆肥后生產(chǎn)的有機(jī)肥出售、沼氣供能節(jié)省煤電費(fèi)用和節(jié)省化肥量。堆肥后有機(jī)肥出售，年收益 0.034萬(wàn)元/(年·頭)；沼氣發(fā)電 800 kW/d，年收益 0.004 萬(wàn)元/(年·頭)；墊料回用約節(jié)省成本 0.24 萬(wàn)元/(年·頭)。

奶牛場(chǎng)凈收益為=-=0.326 0萬(wàn)元/(年·頭)-0.302 6萬(wàn)元/(年·頭)=0.023 4 萬(wàn)元/(年·頭)。

2.3 綜合評(píng)價(jià)

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)化和加權(quán)平均 在特征化的基礎(chǔ)上，對(duì)2種奶牛場(chǎng)糞污處理模式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化及加權(quán)平均，利用公式(2)和表2計(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果，權(quán)重參考文獻(xiàn)[22]，結(jié)果見表7、表8。達(dá)標(biāo)排放處理模式在溫室效應(yīng)潛勢(shì)、酸化潛勢(shì)和富營(yíng)養(yǎng)化潛勢(shì)方面均高于還田利用模式，其中在溫室效應(yīng)潛勢(shì)方面，達(dá)標(biāo)排放是還田利用模式的2.4倍，在酸化潛勢(shì)方面，達(dá)標(biāo)排放是還田利用模式的10倍，在富營(yíng)養(yǎng)化方面，達(dá)標(biāo)排放是還田利用模式的68倍，達(dá)標(biāo)排放處理糞渣堆放和廢水貯存以及廢水排放會(huì)導(dǎo)致環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化，還田利用過程中僅耗電過程對(duì)環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化有少量影響?？傊?，還田利用模式的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益均高于達(dá)標(biāo)排放模式。

表7 達(dá)標(biāo)排放與還田利用模式環(huán)境影響的標(biāo)準(zhǔn)

表8 達(dá)標(biāo)排放與還田利用模式環(huán)境影響加權(quán)平均

3 討論

國(guó)內(nèi)外大量實(shí)踐和研究結(jié)果表明，還田利用是規(guī)模奶牛廠糞污處理最有效和最可行的途徑之一，不僅可以減少農(nóng)田化學(xué)肥料投入，還能有效改良土壤、提升作物品質(zhì)，是發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。但對(duì)耕地配套不足、多雨等無(wú)法進(jìn)行沼液還田利用的地區(qū)，糞水仍須進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。

本研究采用生命周期評(píng)價(jià)法對(duì)奶牛糞污達(dá)標(biāo)排放處理和還田利用2種模式的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)估，研究結(jié)果與李丹陽(yáng)等的結(jié)論一致，還田利用模式的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益均高于達(dá)標(biāo)排放模式，本研究達(dá)標(biāo)排放處理模式處理奶牛糞污的溫室效應(yīng)潛勢(shì)(GWP)、酸化潛勢(shì)(AP)、富營(yíng)養(yǎng)化潛勢(shì)(EP)分別為189.34、0.7、0.11 kg/t，還田利用模式處理奶牛糞污的溫室效應(yīng)潛勢(shì)(GWP)、酸化潛勢(shì)(AP)、富營(yíng)養(yǎng)化潛勢(shì)(EP)分別為79.22、0.064、0.001 62 kg/t，計(jì)算出達(dá)標(biāo)處理模式對(duì)環(huán)境的綜合影響是還田利用模式的7.33倍；采用達(dá)標(biāo)排放處理模式奶牛場(chǎng)凈收益為-0.167萬(wàn)元/(年·頭)，采用還田利用處理模式的奶牛場(chǎng)凈收益為0.023 4萬(wàn)元/(年·頭)，還田利用模式凈收益高于達(dá)標(biāo)處理模式?？傊?，還田利用模式更適用于中大型規(guī)?；膛?chǎng)糞污處理，是環(huán)境友好型、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)型處理模式，但還田利用模式糞水施用方式(如注施、漫灌等)、土壤類型及種植模式等很大程度上影響其肥效和環(huán)境排放量，后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)不同情景模式的評(píng)價(jià)分析，使其更加精準(zhǔn)化。

4 結(jié)論

規(guī)模奶牛廠2種糞污處理模式的生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，糞污還田利用模式的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益均高于達(dá)標(biāo)排放處理模式，具有很好的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境可持續(xù)性。