畜禽养殖废水灌溉对地下水影响的研究进展
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畜禽养殖废水预处理技术研究进展
畜禽养殖废水预处理技术研究进展摘要：畜禽养殖业是保障民生水平的重点行业，我国畜禽养殖量和消费量均居世界第一，畜禽养殖污染已经成为我国最主要的面源污染。
畜禽养殖废水的危害主要体现在水体、大气、土壤以及微生物污染4个方面，畜禽养殖废水属于高浓度有机废水，如果畜牧养殖产生的排泄物不经无害化处理直接排放到河流、湖泊等水体中，水体会滋生大量菌落，且营养物质过剩产生富营养化现象，水生生物大量繁殖，水体溶解氧供需失衡，水中动物缺氧死亡，水体生态结构被破坏。
如何对畜禽养殖废水进行科学处理和利用是当前生态环境保护领域的重要研究课题，若能将畜禽养殖废水中有机物、氮、磷等污染物进行高效处理，不仅可降低环境污染，还能实现废物资源化利用。
本文就畜禽养殖废水预处理技术研究进展展开探讨。
关键词：畜禽养殖废水；预处理；进展引言畜禽养殖业是保障民生水平的重点行业，我国畜禽养殖量和消费量均居世界第一，畜禽养殖污染成为我国最主要的面源污染。
目前已经发现，部分养殖区地下水受到污染，并加剧了养殖区防疫压力；水体中发现的激素、畜用抗生素等污染物可能会危害健康。
1畜禽养殖废水的特点及危害畜禽养殖废水主要包括粪尿、饲料残渣和冲洗水，其排放量大，成分复杂，含有高浓度的悬浮物（SS）、有机物、营养物质、重金属、激素以及病毒和病原菌等。
畜禽养殖废水通常含有1%以上的总固体，主要污染物为：化学需氧量+－N）、总磷（TP。
畜禽养殖废水不适当的处（COD）、总氮（TN）、氨氮（NH4理和排放不仅对空气、水体、土壤产生负面影响，而且对人类健康构成威胁。
畜禽养殖废水经微生物作用会释放大量的有害气体。
氮磷导致富营养化，影响水体的正常功能，含氰化毒素的有害藻华，会导致人类急性中毒。
高浓度硝酸盐（NO3－）会导致人类高铁血红蛋白血症。
未经处理的畜禽养殖废水会导致农田土壤中的重金属积累，对人类的健康构成潜在的威胁。
此外，畜禽粪中还含有大量的致病性肠道细菌，引起的交叉感染不仅影响畜禽养殖生产力水平和经济效益，还会导致人畜共患病的灾难性爆发。
畜禽养殖废水处理技术的研究与应用
畜禽养殖废水处理技术的研究与应用畜禽养殖废水处理技术的研究与应用随着人口的不断增长和经济的发展，畜禽养殖业在许多国家和地区的农村地区得到了迅速发展。
然而，由于畜禽养殖业产生的废水含有大量的有机物、氮、磷等污染物，直接排放会对环境造成严重影响，甚至威胁到人类的健康。
因此，研究和应用畜禽养殖废水处理技术显得异常重要。
通过对废水中的污染物进行有效去除和处理，可以使得废水得到净化，达到国家和地区的排放标准。
近年来，人们对畜禽养殖废水处理技术进行了广泛的研究与应用，相关技术也取得了一些令人鼓舞的成果。
目前常见的畜禽养殖废水处理技术包括物理处理、化学处理和生物处理等。
物理处理主要通过沉淀、过滤等方式去除悬浮物和沉淀物。
化学处理则利用化学药剂对废水进行处理，如利用氧化剂将污染物氧化成较易沉淀的物质。
生物处理则是利用各种微生物和植物来降解污染物。
其中，生物处理技术是目前应用最广泛的一种方法。
常见的生物处理技术包括活性污泥法、人工湿地法和构筑物法等。
活性污泥法通过将废水与活性污泥混合并加入氧气，利用活性污泥中的微生物降解有机物和氮、磷等污染物。
人工湿地法则是模拟自然湿地环境，通过湿地植物和微生物共同作用，将废水中的污染物去除。
构筑物法是指在废水流经的通道中设置构筑物，通过构筑物上的生物降解污染物。
除了上述常见的废水处理技术，近年来也涌现出一些新的技术。
比如，利用活性炭吸附废水中的有机物和重金属。
利用膜技术将废水分离成不同等级，并分别进行处理。
利用微生物电化学技术将废水中的污染物转化为电能或产物，实现资源化利用。
畜禽养殖废水处理技术的研究与应用已经取得了显著的成果，但仍存在一些问题和挑战。
首先，废水处理技术的成本较高，需要进行设备采购、运营和维护等方面的投入。
其次，不同地区和畜禽养殖场废水的特性存在差异，对废水处理技术的适用性提出了要求。
此外，畜禽养殖场数量庞大，废水处理的规模和工艺要求较高。
为了更好地解决这些问题，需要加强畜禽养殖废水处理技术的研发和创新。
畜禽饲养废水处理技术研究与应用
畜禽饲养废水处理技术研究与应用随着畜禽养殖业的发展，废水处理已成为一项迫切需要解决的环境难题。
本文将探讨畜禽饲养废水处理技术的研究现状以及其在实际应用中的价值。
一、畜禽饲养废水的特点畜禽饲养废水具有以下特点：浓度高、流量大、污染物含量复杂。
传统处理方法难以彻底解决废水中氨氮、总氮、总磷等污染物的去除，进一步加剧了环境问题的严重性。
二、畜禽饲养废水处理技术的研究进展1. 生物处理技术生物处理技术是目前处理畜禽饲养废水的主要方法之一。
其中，常见的方法包括活性污泥法、厌氧发酵法、固定化技术等。
这些技术通过利用微生物对污染物进行降解和转化，能有效减少废水中的氮、磷等有机物含量。
2. 物理化学处理技术物理化学处理技术包括泵送、搅拌、絮凝、混凝、过滤等，它们主要应用于废水的预处理和脱水。
例如，通过事前的絮凝和混凝，能有效去除废水中悬浮颗粒物和胶体颗粒，为后续的生物处理提供条件。
3. 高级氧化技术高级氧化技术是指利用人工合成的氧化剂，产生高活性氧自由基来降解废水中的有机污染物。
常见的高级氧化技术包括臭氧氧化、紫外光氧化、高级氧化过程等。
这些方法能有效降解废水中的有机物，提高废水的处理效果。
三、畜禽饲养废水处理技术的应用案例1. 生物处理技术在畜禽饲养废水处理中的应用山东某养鸡场使用活性污泥法处理养鸡废水，通过加入指定菌株，经过一定时间的培养，废水中的氮、磷含量明显降低，出水达到国家相关排放标准。
2. 物理化学处理技术在畜禽饲养废水处理中的应用湖南某养猪场采用物化混凝法处理养猪废水，通过絮凝和混凝，能够有效去除废水中的悬浮物和有机物，为后续的生物处理提供清洁的底物。
3. 高级氧化技术在畜禽饲养废水处理中的应用江苏某养牛场引入紫外光氧化技术对养牛废水进行处理，经过紫外光的照射，废水中的有机物含量大幅降低，出水质量明显改善。
四、畜禽饲养废水处理技术的前景与挑战畜禽饲养废水处理技术在环保领域中具有广泛的应用前景。
随着对环境问题的重视和要求的提高，人们对废水处理效果的要求也越来越高。
污水灌溉对土壤及地下水环境的污染分析
▲HUANJINGYUFAZHAN61霍宇庄1，彭金岭2（1.福建华麒检测技术有限公司（福建华信司法鉴定所），福建 宁德 352000；2.福建康泰司法鉴定所，福建 福州350300）摘要：为了缓解用水紧张，在农业灌溉中经常对污水进行净化引用。
污水中还有一定的农作物成长需求营养。
但随着现代工业化的进程的发展，如果对其不进行科学的管理，污水灌溉反而会对土壤及地下水环境带来二次污染。
本文对灌溉污水中主要污染物的成分介绍，就其对土壤及地下水环境的影响做了分析，并在最后提出了如何对污水灌溉进行防治的措施，以供参考。
关键词：污水；土壤；地下水；有机物；重金属中图分类号：X523 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2020)03-0061-02DOI:10.16647/15-1369/X.2020.03.034Analysis of pollution of soil and groundwater environment by sewage irrigationHuo Yuzhuang 1, Peng Jinling 2(1. Fujian Huaqi Detection Technology Co., Ltd. (Fujian Huaxin Judicial Institution), Ningde Fujian 352000, China;2. Fujian Kangtai Judicial Institution,Fuzhou Fujian 350300, China)Abstract:In order to alleviate water stress,sewage is often used for purification in agricultural irrigation.There is also a certain amount of crops in the sewage that require nutrition.However,with the development of modern industrialization,if it is not scientifically managed, sewage irrigation will cause secondary pollution to the soil and the underground environment.In this paper,the components of the main pollutants in irrigation wastewater are introduced,and their effects on soil and groundwater environment are analyzed.Finally,how to prevent and control sewage irrigation is put forward for reference.Key words:Sewage;Soil;Groundwater;Organic matter;Heavy metals1 灌溉用污水的常见污染物质利用污水进行灌溉时，不同的污染物会对土壤及水环境产生不同的影响，具体如下：1.1 无机化学盐类无机盐类主要是指水化学类物质：水的pH 值、硬度、酸碱度、钠、硫酸类物质、二氧化氮、镁、磷等。
国内畜禽养殖废水处理技术的研究进展
国内畜禽养殖废水处理技术的研究进展一、本文概述随着国内畜禽养殖业的快速发展，畜禽养殖废水已成为环境污染的主要源头之一。
此类废水含有大量的有机物、氨氮、磷等污染物，如果未经处理直接排放，将对环境造成严重影响。
研究和开发高效的畜禽养殖废水处理技术，对于保护环境、实现畜牧业可持续发展具有重要意义。
本文旨在综述国内畜禽养殖废水处理技术的研究进展，分析各种技术的优缺点，为未来的研究和应用提供参考。
文章首先对畜禽养殖废水的特性进行了概述，包括其污染物成分、排放特点等。
随后，文章详细梳理了国内畜禽养殖废水处理技术的发展历程，包括传统的物理化学处理技术、生物处理技术以及近年来新兴的膜分离技术、高级氧化技术等。
在此基础上，文章对各种技术的处理效果、运行成本、适用范围等进行了综合评估，旨在为畜禽养殖废水处理技术的选择和应用提供指导。
文章还关注了畜禽养殖废水处理技术的发展趋势，探讨了未来研究方向。
随着环保要求的日益严格和养殖业的转型升级，畜禽养殖废水处理技术将面临更高的挑战和机遇。
深入研究新型、高效、环保的处理技术，对于推动畜禽养殖业的绿色发展具有重要意义。
文章总结了国内畜禽养殖废水处理技术的研究现状，指出了存在的问题和不足，并对未来的研究方向和应用前景进行了展望。
二、畜禽养殖废水处理技术概述畜禽养殖废水是一种典型的有机废水，含有大量的悬浮物、有机物、氮、磷等营养物质，以及药物残留和病原微生物等污染物。
其处理技术的选择与应用直接关系到环境保护和农业可持续发展。
近年来，随着国内环境保护意识的提升和畜禽养殖业的快速发展，畜禽养殖废水处理技术的研究与实践取得了显著进展。
当前，国内畜禽养殖废水处理技术主要包括物理处理、化学处理、生物处理以及自然生态处理等几种方法。
物理处理主要是通过筛网、沉淀、过滤等手段去除废水中的悬浮物和固体颗粒。
化学处理则通过添加化学药剂，如混凝剂、氧化剂等，来去除废水中的溶解性有机物和营养物质。
生物处理是利用微生物的代谢作用来降解废水中的有机物，包括活性污泥法、生物膜法、厌氧消化等。
畜禽养殖废水处理技术研究
畜禽养殖废水处理技术研究随着人口和经济的发展，需求不断增加的畜禽产品为了满足市场的需求，养殖业规模越来越大，但由于养殖业废水的不断排放，加重了水资源短缺和水环境的污染，影响了生态环境和人类健康。
因此，畜禽养殖废水处理技术的研究变得越来越重要。
第一步，先了解畜禽养殖废水的污染物及其危害。
大量养殖废水中主要含有蛋白质、氨氮、有机物、硫化物、氢硫酸盐等污染物。
如果不进行处理，这些污染物可能会对水体生态造成严重的伤害，使水的寿命被破坏，水中氧气被消耗，造成鱼类和其他水生生物死亡，从而影响食物链。
同时，这些污染物还会造成水体乃至整个环境的气味，噪音、臭氧等污染。
第二步，畜禽养殖废水处理技术的研究一直是全球环保研究的一个热点，随着技术的发展，处理技术也不断地更新换代。
传统的处理方法包括有机生物处理、化学处理、物化处理等，然而其实效并不尽如人意，因此研究人员开始尝试使用新技术进行处理。
如今，一种称为MBR技术的新技术进入了畜禽养殖废水处理市场。
这项技术利用膜过滤器分离和处理废水中的有机物、重金属等污染物。
该技术有多个优点，包括处理效率更高、出水质量更好、更加智能化和节能。
同时，MBR处理技术也具有灵活性，可以扩展到任何规模的工厂和任何状况或情况。
基于以上对MBR技术的介绍，下一步我们介绍一个使用MBR技术进行处理的实际案例——“某肉鸭养殖厂废水处理”。
该养殖厂的废水需要处理的主要污染物包括大量的悬浮物、氨氮、无机盐、蛋白质等，经多次测试和剖析后，该厂采用了MBR技术进行处理。
MBR技术是通过一定的压力，将有机物、细小颗粒颗粒固体分离出来。
该过程中，对压力的控制相对较为严格，但仪器的实时监测又能保障整个过程的稳定。
而最后的清洗过程，能用更加高效、低成本，将浓缩了的污泥很好地压实固化处理。
经过MBR技术处理后，该养殖厂的水质可达达到国家标准，在保证了质量的同时，也实现了节能减排的效果，公司通过成本分析计算，整个流程的总成本也相对较低，达到了企业环境保护成本和经济效益“共赢”的最佳解决方案。
灌溉水质对地下水的影响研究
灌溉水质对地下水的影响研究地下水是地球上最宝贵的自然资源之一，它不仅对当地居民的生活和经济发展至关重要，还是维持全球生态平衡不可或缺的一部分。
而灌溉是促进农业生产的重要手段之一，但是灌溉水质的影响对于地下水的质量与数量都有着重大的影响。
本文将探讨灌溉水质对地下水的影响研究。
灌溉水质的定义及成分灌溉水质指的是用于农田灌溉的水的质量和性质，它是由自然水、地表水和废水等多种来源组成的。
灌溉水质成分包括物理性质、化学性质和生物性质三种。
物理性质包括水质的颜色、透明度、浊度、温度、酸碱度等，其中颜色和浊度是它最明显的成分。
化学性质是指水中溶解的化学物质，包括营养物质和有毒物质等。
其中的营养物质包括硝酸盐、磷酸盐和钾盐等，而有毒物质则包括农药、重金属和病原体等。
生物性质包括微生物和藻类等，这些物质会在水中发展繁殖，对地下水质量产生很大的影响。
灌溉水质对地下水质量的影响灌溉水质对地下水质量有着严重的影响，主要表现在以下几个方面：一是灌溉水质会影响地下水质量的化学成分。
灌溉水质中的污染物质会渗透到土壤中，造成了土壤中化学成分的改变，这些成分渗透入地下水，使地下水受到严重的污染。
比如在有机肥料和农药的使用中，各种化学物质通过土壤的渗透作用，直接进入到地下水中，这些化学物质会破坏地下水的营养平衡。
二是灌溉水质会影响地下水质量的生物成分。
在生产过程中使用的各种营养剂和化肥等都会残留在土壤中，进而进入地下水中，这些物质会破坏地下水的生态平衡，导致地下水中生物种群的失调，甚至使一些生物种群的数量急剧下降，这种情况最终会对人类的生活和经济发展带来一定的影响。
三是灌溉水质会影响地下水质量的物理成分。
随着时间的推移，土壤中一些颗粒物会逐渐沉淀，在地下水管道中汇聚成起伏不定的“沉积层”。
这些“沉积层”对于地下水管道和围墙的堵塞力大大影响了地下水质量的稳定性，如刺激剂类的污染物也可通过地下水管道和沉淀层的逐渐渗透而损坏地下水质量的稳定性。
养殖厂污水处理后的农业灌溉利用研究
养殖厂污水处理后的农业灌溉利用研究随着人口数量的不断增加和城市化进程的加快，农业灌溉用水的需求也越来越大。
然而，传统的水资源供给方式已经无法满足农业灌溉的需求。
在这种情况下，养殖厂污水处理后的农业灌溉利用成为一个备受研究关注的问题。
本文将详细探讨养殖厂污水处理后的农业灌溉利用的研究现状及其优点与限制。
研究现状：1. 养殖厂污水处理技术养殖厂污水处理技术包括物理处理、生物处理和化学处理等。
物理处理主要包括过滤和沉淀等方式，生物处理包括生物滤池或人工湿地等方式，而化学处理则利用药剂去除污水中的有害物质。
这些技术可以有效去除养殖厂污水中的有害物质。
2. 养殖厂污水的农业利用经过处理后的养殖厂污水可以被用于农业灌溉。
一方面，养殖厂污水中含有丰富的养分，可以提供农作物生长所需的营养物质；另一方面，养殖厂污水中的水分可用于灌溉，减少对地下水或江河湖泊等淡水资源的依赖。
因此，农业利用养殖厂污水有助于节约水资源和保护环境。
优点：1. 资源的再利用将养殖厂污水处理后用于农业灌溉，实现了资源的再利用。
通过养殖厂污水处理后的农业利用，不仅减少了传统淡水资源的使用，还回收了养分和有机物质，为农作物生长提供了养分来源，促进了农业的可持续发展。
2. 降低环境污染养殖厂污水中含有大量的有机物质和养分，如果直接排放至环境中，会对土壤和水体造成严重污染。
而经过处理之后的养殖厂污水用于农业灌溉，可减少对环境的影响，降低土壤和水体的污染程度，提高环境质量。
限制：1. 处理成本较高养殖厂污水处理技术需要投入较大的资金和设备，运营和维护成本也较高。
因此，在资源有限的情况下，许多地方无法承担这种高成本的污水处理方案，导致养殖厂污水无法得到有效处理和利用。
2. 潜在的环境风险尽管经过处理的养殖厂污水符合农业灌溉水质要求，但仍存在一定的环境风险。
比如，如果处理不当或设备损坏，有害物质可能会进入农田或环境中，对人类健康和生态系统造成潜在危害。
因此，必须采取适当的管理和监测措施，确保养殖厂污水的农业利用安全可行。
农业灌溉对地下水资源的影响研究
农业灌溉对地下水资源的影响研究随着全球人口的增长和人们对农产品需求的不断增加，农业灌溉成为了不可或缺的一环。
然而，农业灌溉对地下水资源的影响也备受关注。
本文将探讨农业灌溉对地下水资源的影响，并介绍一些相关的研究成果。
农业灌溉是指通过人工手段向农田或果园供应水源的过程。
这种方式在解决干旱地区农作物生长所需水分方面发挥着重要作用。
然而，由于灌溉水直接渗透至土壤中，过量的灌溉可能导致地下水资源的枯竭。
研究表明，农业灌溉对地下水资源的影响与多个因素密切相关。
首先是灌溉水的利用效率。
高效的灌溉系统可以减少水资源的浪费，提高水的利用率。
一些研究表明，在使用现代化灌溉技术的情况下，农业灌溉对地下水资源的影响可以降低。
其次是农作物的种植方式和需水量。
不同的农作物对水的需求不同，而种植方式也会影响农业灌溉的水耗。
例如，一些研究发现，与传统耕种相比，水稻的直播和喷灌方式可以减少灌溉水的使用量，从而减少对地下水资源的影响。
此外，土壤类型和地下水水文地质条件也对农业灌溉的影响至关重要。
不同类型的土壤在含水量和渗透性方面存在差异，这将直接影响灌溉水的渗透速度和深度。
地下水水文地质条件的差异也会使不同地区对农业灌溉的影响不同。
研究人员还通过建立地下水模型来模拟和预测农业灌溉对地下水资源的影响。
这些模型考虑了灌溉系统的输入和输出、土壤渗透性、取水量和需水量等因素，可以为决策者提供农业灌溉管理的科学依据。
这些研究不仅有助于了解农业灌溉对地下水资源的影响，还为制定可持续的灌溉策略提供了参考。
在农业灌溉对地下水资源的影响研究中，我们还需要考虑环境和生态系统的因素。
如果过度灌溉导致地下水位下降，可能会对湿地和河流的生态系统产生负面影响。
所以，在灌溉管理中要兼顾农业发展和生态保护的平衡，采取可持续的管理措施。
综上所述，农业灌溉对地下水资源的影响是一个复杂的问题，受多个因素综合作用。
对于如何合理利用农业灌溉并保护地下水资源，我们需要进行更多深入的研究。
畜禽养殖对土壤和水体污染的影响及控制方法
畜禽养殖对土壤和水体污染的影响及控制方法畜禽养殖作为一种重要的农业生产方式，在改善人们的饮食结构、提供就业机会和推动农村经济发展方面发挥着不可忽视的作用。
然而，由于长期以来对环境保护意识的匮乏和生产管理不到位，畜禽养殖对土壤和水体造成了严重的污染。
本文将探讨畜禽养殖对土壤和水体的污染影响，并提出相关控制方法。
一、畜禽养殖对土壤的污染影响1. 饲料的过量使用饲料中含有各种肥料和饲料添加剂，如氮、磷、钾等。
饲料的过量使用导致养殖场周围土壤中的一些养分含量超过生态系统的承载能力，从而引起土壤肥力失衡，严重影响农作物的生长。
2. 粪便和尿液的排放畜禽养殖中产生的大量粪便和尿液不经处理直接排放到周围环境中，其中含有大量的氮、磷等有机物和微生物。
这些有机物会通过渗漏、冲刷和渗透等方式进入土壤，导致土壤污染。
而微生物的排放也可能引发和传播疾病，对人畜健康造成威胁。
二、畜禽养殖对水体的污染影响1. 养殖废水的排放养殖废水含有高浓度的氮、磷等有机物和重金属等化学物质。
这些物质在排放到水体中后，会导致水体富营养化、水色异常、氧气缺乏等现象，进而破坏水生态系统的平衡，对水中生物造成严重影响。
2. 养殖粪便和尿液的冲刷养殖过程中的粪便和尿液在雨水的冲刷下，很容易被冲入周围的河流、湖泊等水体中。
其中含有的大量病原微生物和有机物会导致水体富营养化、藻类暴发和水质恶化，进而引起水体生态系统崩溃。
三、畜禽养殖污染的控制方法1. 合理管理养殖废弃物建立养殖废弃物的收集和处理系统，对养殖废弃物进行集中处理或资源化利用。
可以采用沼气池进行厌氧消化，产生沼气供养殖场使用或发电。
还可以将粪便和尿液与农作物秸秆等进行混合堆肥，制作有机肥料用于农田种植。
2. 采用先进的养殖技术和设备引进和推广先进的养殖技术和设备，如全生命周期管理技术、集中净化技术和无废弃物养殖技术等。
通过合理的养殖布局、粪便和尿液的收集和处理、废水的净化等手段，减少污染物的排放。
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文章编号:1007 4929(2010)12 0013 03畜禽养殖废水灌溉对地下水影响的研究进展赵君怡1,2,刘鸣达1,张克强2(1.沈阳农业大学土地与环境学院,辽宁沈阳110161; 2.农业部环境保护科研监测所,天津300191)摘 要:畜禽场排放污水中氨氮、总磷、BOD 5、COD Cr 等浓度多超出国家排放标准,若随意排放或不加处理直接用于灌溉将对环境和人体健康造成严重的威胁。
就畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标、生物学指标等的研究进展进行了综述,在此基础上展望了今后研究的重点。
关键词:养殖废水;地下水;化学指标;生物学指标 中图分类号:X 523 文献标识码:B收稿日期:2010 06 22基金项目: 十一五 国家科技支撑项目(2006BAD17B02);中央级公益性科研院所基本科研业务专项。
作者简介:赵君怡(1984 ),女,硕士研究生,从事地下水污染研究。
E mail:zhaonjynik i@ 。
通讯作者:刘鸣达(1970 ),男,教授,博士,主要从事土壤改良、农业环境与生态方面的研究。
E mail:mds au soil@ 。
随着规模化养殖场的不断发展,畜禽养殖废水的污染问题日趋严重。
畜禽养殖废水主要是指规模化畜禽养殖场排放的废水,其中包括畜禽的粪、尿和圈栏冲洗用水等。
其特点是悬浮物、BOD 5、氨氮浓度显著高于其他来源的废水;但也有研究表明养殖废水和经过一些简单处理的养殖废水可以作为非常规水源进行农田灌溉[1];若能够利用这些养殖废水加以正确的灌溉方式既可以减少化肥的使用又弥补近年来农用水资源短缺的问题。
但对北京密云县35家畜禽养殖场污水排放的调查中发现,畜禽场排放的废水中氨氮、总磷、BO D 5、CO D Cr 污染物浓度总体超出国家的排放标准[2]。
因此,利用畜禽养殖废水灌溉获取经济效益的同时,也应考虑这种灌溉方式对生态环境的潜在风险。
近年来,一些研究表明污灌使土壤和地下水水质恶化,甚至对污灌的可行性提出质疑,有人提出只有在极端缺水的环境下才可以考虑污水的农田灌溉[3]。
为此,本文对利用畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标、生物学指标等影响的研究进行了综述,并提出今后研究的重点。
1 畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标的影响养殖废水中虽然含有大量有机态氮、磷,但重金属含量很低。
经过固液分离、厌氧消化和灭菌等简单处理后,CO D 去除率可达到85%~90%[4],经隔栅和厌氧处理后有机态N 、P 将转化[4,5]为植物易吸收利用的NH +4和P O 3-4,可以用于农业灌溉,减少对化肥的需求。
但如果不经处理随意排放或用于灌溉,必然对水体环境产生不良影响,同时也会造成养分资源的浪费。
目前,全国因畜禽养殖液体排泄物直接排放到水体中造成的养分流失达到50%[6]。
1.1 对地下水中氮素的影响氮素在地下水中的富集现象已成为全球关注的严重的环境污染问题,这主要是由于农事生产等活动引起的[7]。
污水可通过入渗而造成地下水中硝态氮、氨氮含量超标,导致水质恶化。
硝态氮是影响地下水水质的一个重要指标。
对山东桓台地区的地下水的调查中表明,氮浓度升高主要是由于氮素施入过多引起在土壤中淋溶渗滤,最终进入地下水[8]。
对河北省超过40年连续污灌地区地下水硝酸盐污染的研究中发现,随灌溉水进入的氮是地下水硝酸盐污染的主要来源[6]。
刘君等利用稳定同位素示踪技术解析石家庄市地下水中的硝酸盐来源,认为主要来源于化肥、动物粪便的施用和污水灌溉-污染物质在迁移过程中发生的硝化-反硝化作用[9]。
长期进行污水灌溉的地区,硝酸盐会随着作物根部的渗透而污染地下水。
渗滤的氮量与提供的氮量以及作物的吸收能力有关,水的处理程度越低,作物对N 的吸收越少,N 的渗滤对地下水污染越严重[10]。
进入土壤中的 三氮 (NH +4、N O -3、NO -2)中NH +4最易被带负电荷土壤微粒所吸附,对下层土壤及地下水中浓度影响较小,大多数N H +4将被上层土壤吸附、转化[11]。
但是当N H +4发生硝化作用,其最终产物N O -3同样会加重地下水的污染[12]。
此外,土壤中营养物质含量的改变也会影响土壤中硝化-反硝化作用,郭华明等对云南滇池流域西芹种植区不同施肥条件下地下水氮素污染情况的研究发现,施肥增大了某些层位的反硝化作用,增大该层位土壤水中亚硝态氮的浓度,并最终进入地下水,造成亚硝态氮含量增加[13]。
13节水灌溉!2010年第12期1.2 对地下水中磷素的影响磷是农业生产中的另一个重要元素,过去认为磷进入土壤后会与黏土矿物紧密结合,较易被闭蓄、固定。
但近年来也有研究表明单次施入土壤的磷量超过某一阈值,土壤磷吸附位点饱和后,可导致磷随亚表层径流沿土壤剖面向下移动[14,15]。
一般情况下,土壤有效磷含量超过74.1mg/kg时,P移动和淋溶的可能性增加;当P施用量超过800kg/hm2时,在施入30d 后,仍可能发生P移动和淋溶[16]。
未经处理的猪场废水有机磷含量高但很难为作物吸收,且多次灌溉后出现过量磷素向下层土壤淋溶现象,这种灌溉方式虽然能充分满足作物生长对磷素的需求,但对耕层土壤的活化作用增加了磷素随地表径流流入周围水体和浅层地下水的风险[15]。
研究表明,当土壤有机质含量较高时,增强了土壤的透水性而且有机质和磷产生竞争吸附作用,屏蔽了土壤磷吸附位点,降低了土壤对磷的吸附能力[17]。
王云慧等对内蒙古河套灌区地区夏灌后的土壤-地下水中磷素迁移的研究中发现夏灌后地下水中磷素含量上升,说明夏灌期间磷元素有向地下水纵向迁移发生[18]。
1.3 对地下水硬度的影响污灌区地下水硬度显著上升,主要是因为相对于清水来说,污水中大都含有较高的盐分和成分复杂的各类化学物质。
养殖废水即使经过处理后能够去掉一些有毒物质,但是其中的盐基离子浓度依然很高[19]经这类污水灌溉后,土壤会吸附较多的N a+释放原有的Ca2+,并随土壤淋溶液下渗进入地下水,造成地下水酸碱性、含盐量的改变[20]。
当含水介质中含有较多的黏土矿物时,离子交换吸附作用更为明显。
当地下水与含水介质中的黏土矿物接触时,水中的Ca2+、M g2+又被吸附并交换,释放出N a+进入地下水中[21]。
1.4 对地下水中有机污染物的影响养殖污水中含有的有机污染物在进入土壤-水体系后将发生一系列的物理、化学和生物行为,部分污染物降解或转化,部分存在于水环境中,这些物质结构稳定,不易降解进而对环境产生长期和深远的影响[22]。
目前地下水中已发现的有机污染物已高达149种[23]。
Barnes等对美国18个州47处地下水进行了取样检测,在81%的水样中检测到有机污染物质。
其中由于人畜用药产生的污染物质占总检出量的23%[24]。
目前被广泛应用的抗生素按其化学结构分类为 -内酰胺类、喹诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类、多肽类等。
用于家畜、家禽养殖病害预防及饲料添加剂的抗生素部分在生物体内吸收或者转化,其余有很大一部分(约85%)将以原型药物的形式排出体外。
此外,用于水产养殖以及药物生产过程中大量残留的抗生素原型药物也将直接进入环境。
因此,养殖废水灌溉的抗生素污染问题也应值得关注。
养殖业中使用的抗生素排放到土壤中后还可通过渗滤作用污染地下水[25]。
Barnes等报道在地下水中检出了磺胺甲氧甲嘧啶(人用或兽用抗生素主要成分)等物质[26]。
长期低浓度抗生素极有可能对水体中微生物群落产生影响并通过食物链的传递作用影响高级生物而破坏生态系统平衡[27]。
2 畜禽养殖废水灌溉对地下水生物学指标的影响养殖污染废弃物中含有大量的病原微生物,主要包括细菌、病毒和原生动物,这些对于土壤、水域环境都是一种潜在的污染源[28]。
在对农村地下水质普查中发现,应用膜过滤法可分离出约250种细菌,包括大肠杆菌和其他种类的细菌,并检测出这些微生物对16种抗生素已经产生了耐药性[29]。
大肠杆菌属于微耗氧微生物,长期以来作为环境,特别是水环境中排泄物污染的指示生物,在动物湿粪中的密度高达1∀109/g。
H aw ard等测定了乌干达坎帕拉地区地下水中的耐热大肠菌和粪便中存在着的链球菌的为1-2300cfu/100mL,远高于对人类无害的标准(链球菌<1或#10cfu/100mL;耐热大肠菌<1,#10或#50cfu/mL),不恰当处理和使用将对人类的健康和安全造成威胁[30]。
养殖废水中含有大量的氮、磷、碳水化合物,如果入渗进入地下水会造成地下水中的细菌总数超标[31]。
Doug her ty等连续两年对新西兰某污灌区周边地区的地下水进行观测,第一年检测大肠杆菌浓度为3558~4040cfu/100mL,第二年就已经增加到34025~28401cfu/100mL[32]。
贵州关岭县和贞丰县北盘江两岸一带的浅层地下水,受到了村民生活污水和畜禽养殖粪水的渗漏污染,造成当地地下水水质的细菌含量严重超标[33]。
造成水体污染的病菌主要有肠道细菌、卵囊体、真菌孢子以及病毒,其中病毒体积很小,在自然界具有很高的存活率和很强的感染能力,是主要水体污染微生物[34]。
Ba rring ton等根据乳牛场废水水质特征开展了为期3年的灌溉试验,研究利用低成本的处理方式处理后的养牛场废水灌溉对地下水水质和细菌数量的影响:如果同粪便共同贮存后的养殖废水灌溉,灌溉量在205~2050m3/hm2之间时,其地下水水质的SS、养分和细菌含量较高[35,36]。
Sint on等进行的一系列田间试验发现,一些肠道病毒能通过非饱和与饱和带,迁移到相当深的土层[29]。
由于病毒比细菌和原生动物包囊小得多,在通过多孔土壤时不易被过滤净化,而随水分迁移进入土壤深层和地下水系统的可能性将增大[37]。
3 研究展望总的来看,虽然国内外对污灌风险问题已有一些研究,但对养殖废水特别是对近年新出现的应用畜禽养殖废水灌溉对于地下水水质影响的研究还相对较少。
为此,今后的研究引关注以下几个方面:3.1 开展长期定位监测试验畜禽养殖废水对于地下水的影响可能是一个长期的过程,只有开展长期定位监测,才能探究畜禽养殖废水灌溉对生态环境的潜在性风险。
3.2 扩大监测指标范围以往的研究仅仅局限于氮、磷、钾等大量元素对地下水环境的影响,但是在畜禽在养殖过程中添加的饲料添加剂、抗生素类物质以及重金属含量越来越多,这些会随动物的新陈代谢排出体外。
在利用养殖废水灌溉时这些物质是否也会随灌溉水进入地下水,破坏生态平衡还有待进一步的研究。
3.3 开展畜禽污水预处理工艺研究结合工程学手段、厌氧发酵手段对养殖废水进行预处理,探讨不同的水处理模式、灌溉方式对地下水水质的影响,以求为养殖废水的资源化利用提供技术支撑。
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