河北不同规模养殖场粪污管理差异及其COD、全氮、全磷排放规律

发布时间：2020-05-25 12:38

【摘要】：随着河北省规模化畜禽养殖场与日俱增,环境污染风险也日益突出,因此实现环境友好型畜禽规模化养殖对于畜禽环境污染的防控具有重要意义。基于此,本文首先通过污染物测算和ArcGis10.2空间分析功能对河北省畜禽污染现状进行分析,其次运用EKC模型了实证分析了河北省不同畜禽养殖规模下的COD、全氮、全磷排放规律,并通过模型方程计算出河北省适合的养殖规模理论值,探明了污染物排放的主要来源;再次,分析了不同规模畜禽养殖场粪污管理模式的差异;最后提出了河北省畜禽污染防控建议。为河北省畜禽污染防治提供理论支撑和制定政策的依据。主要研究结果如下:(1)在畜禽粪便产生量分布上,石家庄市是河北省第一个超过2000万吨的城市,其中以牛产生的粪便量最多,唐山市为1614.62万吨,保定市为1601.91万吨,位居前三;秦皇岛市的畜禽粪便产生量最少,为539.04万吨。猪、牛、家禽和羊养殖是畜禽粪便产生的主要来源。河北省的畜禽粪便耕地负荷为14.1t/hm~2/a,警报值为0.47,分级级数为Ⅱ,说明畜禽粪便对环境“稍有”威胁。秦皇岛市的耕地负荷达24.5 t/hm~2/a,警报值为0.82,分级级数为Ⅲ,受到污染较严重。河北省的总氮耕地负荷为128.8 kg/hm~2/a,总磷耕地负荷为22.0 kg/hm~2/a,均低于欧盟的限量标准,但石家庄市、唐山市、秦皇岛市和承德市的总氮耕地负荷已经超过欧盟限量标准,秦皇岛总磷耕地负荷为40.1 kg/hm~2/a,超过了欧盟限量标准。(2)将EKC模型中的因变量y(畜禽养殖污染排放量)与其他变量进行相关性检验,污染物总排放量中的x、x~2和x~3均与y总排放量呈显著的相关关系。COD、全氮、全磷排放量中的x、x~2分别与y_(COD)、y_(全氮)、y_(全磷)呈显著的相关关系。各模型回归方程可以通过F检验,且污染物总排放量模型方程常数项和各自变量均通过T检验;各模型模拟曲线呈“倒U型”;并通过对污染总排放量模型方程求导并计算,得出河北省畜禽养殖场最适规模理论值为2.2万头猪当量,属大型规模。目前河北省畜禽养殖污染物排放的主要来源为占比78.8%的中、小型规模畜禽养殖场。(3)分析高碑店312家生猪养殖户数据得出,在饲料选择方面,使用全价料、浓缩料和预混料的养殖场分别占25.32%、36.54%和38.14%,大、中规模养殖户倾向选择全价料和浓缩料,小规模养殖场倾向选择预混料。在尿液废水处理利用方面,大规模养殖场主要采用肥水贮存和厌氧发酵,沼液还田比例高,肥水利用比例较低,委托处理比例低;中规模养殖场主要采用肥水贮存和厌氧发酵,沼液还田比例较低,肥水利用比例高,委托处理比例较低;小规模养殖场主要采用肥水贮存,沼液还田比例较低,肥水利用比例高,委托处理比例较低。在粪便处理利用方面,小规模养殖场主要采用堆肥发酵,农家肥利用比例较高,沼渣还田比例低,委托处理比例较低;中规模养殖场主要采用堆肥发酵、生产沼气,农家肥利用比例高,沼渣还田比例较低,委托处理比例较低;大规模养殖场主要采用有机肥生产、堆肥发酵、生产沼气,农家肥利用比例相对于中、小规模养殖场较低,沼渣还田比例高,委托处理比例低。在污染治理支付意愿方面,大多数大规模养殖场愿意支付10%~30%的污染治理费用,大多数中、小规模养殖场愿意承担0~10%的污染治理费用,其中更多愿意承担10%的污染治理费用的是中规模养殖场,小规模养殖场在污染治理支付意愿上更倾向于低于10%或0。在政府监管方面,大规模养殖场监管最严格,中规模养殖场次之,小规模养殖场相对较为宽松。畜禽养殖补贴政策应向中、小规模养殖场倾斜。综上所述,河北省畜禽规模与污染物排放呈“倒U型”曲线关系,石家庄市、保定市、唐山市为污染最严重的地区,78.8%的中、小规模养殖场大多处于这三个市,是污染排放的主要来源,而中、小规模养殖场的粪污管理模式整体较为单一,导致了这些地区畜禽污染严重,因此应以这些地区为主,鼓励养殖场向2.2万头猪当量养殖规模发展成为养殖小区或养殖场,重点加大这些地区中、小规模养殖场的补贴力度。
【图文】：

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本文利用 ArcGIS 10.2 版本将 2016 年畜禽粪便污染的空间分布情况绘制成图，以便更加直观[34-35]。基于氮素平衡，将畜禽粪便量转化为猪粪当量，更加方便比较畜禽粪便量，见表 2-6。表 2-6 各类畜禽粪便猪粪当量换算系数Table 2-6 Conversion coefficient of swine feces equivalent of livestock and poultry feces畜禽种类粪便（kg/d）全氮（g/d）转换系数猪 3.74 36.51 1.00奶牛 50.99 353.41 0.71肉牛 23.02 65.93 0.29役用牛 27.63 139.76 0.52蛋鸡 0.12 1.16 0.99肉鸡 0.06 0.71 1.21兔 0.15 1.16 0.79马 16.17 61.08 0.39驴、骡 13.70 51.79 0.39羊 2.38 24.10 1.03

区域分布,畜禽粪便,产生量,区域分布

本文利用 ArcGIS 10.2 版本将 2016 年畜禽粪便污染的空间分布情况绘制成图，以便更加直观[34-35]。基于氮素平衡，，将畜禽粪便量转化为猪粪当量，更加方便比较畜禽粪便量，见表 2-6。表 2-6 各类畜禽粪便猪粪当量换算系数Table 2-6 Conversion coefficient of swine feces equivalent of livestock and poultry feces畜禽种类粪便（kg/d）全氮（g/d）转换系数猪 3.74 36.51 1.00奶牛 50.99 353.41 0.71肉牛 23.02 65.93 0.29役用牛 27.63 139.76 0.52蛋鸡 0.12 1.16 0.99肉鸡 0.06 0.71 1.21兔 0.15 1.16 0.79马 16.17 61.08 0.39驴、骡 13.70 51.79 0.39羊 2.38 24.10 1.03
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X71

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