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畜禽养殖恶臭污染分析及控制措施

2014-03-22陈中敏

科技与创新 2014年2期
关键词:控制措施养殖

陈中敏

摘 要:近年来,畜禽养殖规模化、集约化水平不断提高,但同时也带来了日益严重的环境污染问题,尤其是它所产生的恶臭污染问题。通过分析畜禽养殖恶臭污染的来源和构成,指出应选用HJ2.2—2008环境影响评价技术导则——大气环境推荐模式中的估算模式,反推污染物产生量的方法来控制污染,并提出了相应的污染控制措施。

关键词:养殖;恶臭污染;臭气强度;控制措施

中图分类号:X713 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)02-0154-02

随着经济的发展和人民生活水平的提高,畜禽养殖业也向着规模化、集约化发展。这虽然满足了人们不断增长的生活需求,促进了农业增效、农民增收,但是,养殖场产生的大量恶臭物质不仅会对空气、土壤和水体造成严重的污染,而且也是家畜传染病、寄生虫病和人畜共患病传播的重要途径,它极大地影响了人类的生存环境和身体健康。因此,有必要针对畜禽养殖产生的恶臭污染进行分析,并采取必要的控制措施来解决这一问题。

1 畜禽养殖业产生的恶臭

畜禽养殖业主要的大气污染物是恶臭。畜禽养殖场的臭气主要来源于碳水化合物和含氮有机物的厌氧发酵。这两类物质在厌氧的条件下,可以分解、释放出带酸味、臭蛋味、鱼腥味和烂白菜味等刺激性气味的气体,比如氮化物、硫化物、脂肪族化合物等。

1969年,Miner和Hazen就已经从猪粪散发的气体中辨别出胺类物质。之后,畜粪中许多特异性臭气物质陆续被鉴别出来,它们包含了NH3、H2S两种有机物和挥发性脂肪酸、醇类、酚类、醛类、酮类、酯类、胺类、硫醇类及含氮杂环化合物等有机化合物。其中,NH3和H2S是臭气的主要成分,但并非最臭的物质。据报道,最臭的物质是甲硫醇(CH4S)。

2 臭气强度评价

臭气强度表示法是通过人的嗅觉测试,用规定的等级表示臭气强弱的方法。1958年,纳德(NaderJ.S.)正式提出臭气强度5级分类表。

日本的《恶臭防止法》将臭气的强度和浓度结合起来,确定了臭气强度的限值标准值。通过大量采用归纳法计算得出的数据表明,恶臭的浓度和强度的关系符合韦伯定律:

Y=klg(22.4·X/Mr)+α. (1)

式(1)中:Y——臭气强度级别(平均值);

X——恶臭的质量浓度,mg/m3;

k、α——常数;

Mr——恶臭污染物的相对分子质量。

根据韦伯定律可知,8种恶臭污染物的浓度与强度的关系详见表1.

由于NH3和H2S是畜禽养殖业中臭气的主要成分,因此,本文对NH3和H2S的浓度采用韦伯—费希内尔公式计算,即:

I=a+blgC. (2)

式(2)中:I——臭气强度级别;

C——臭气浓度;

a,b——与臭气性质有关的常数。

表2中列出了H2S、NH3的各级臭气强度对应的浓度计算值和实测值,结果显示二者较为一致。具体详见表2.

表1 恶臭污染物质量浓度与臭气强度的对照

臭气

强度级 污染物质量浓度

NH3 N(CH3)3 N2S CH4S CH3-S-CH3 CH3S-SCH3 CS2 C6H5-C2H3

1.0 0.0758 0.0002 0.0008 0.0003 0.0013 0.0003 0.0039 0.1393

2.0 0.455 0.0015 0.0091 0.0055 0.0126 0.0026 0.0196 0.9286

3.0 1.516 0.0086 0.0911 0.1107 0.1259 0.0527 0.1964 3.7144

4.0 7.58 0.0643 1.0626 2.2144 1.2588 0.5268 1.964 18.572

5.0 30.32 0.4286 12.144 5.536 12.588 7.902 19.64 92.86

表2 臭气浓度计算值与实测值的比较

臭气强度级 H2S×10-6 NH3×10-6

计算值 实测值 计算值 实测值

1 0.0005 0.0005 0.1 0.1

2 0.005 0.006 0.5 0.5

3 0.06 0.06 2.5 2.0

4 0.6 0.7 10.0 10.0

5 7.0 8.0 50.0 40.0

污染物浓度以mg/m3计,表3中污染物浓度的转换公式为:

A=(M/22.4)×B×[273/(273+T)]×(P/101.325).(3)

式(3)中:A——污染物浓度,mg/m3;

B——污染物浓度,×10-6;

M——气体分子量;

P——压力,105 Pa;

T——温度,℃。

在常温常压下,臭气强度对应的污染物浓度值见表3.

表3 臭气强度和污染物浓度

臭气强度级 H2S浓度 mg/m3 NH3浓度 mg/m3

1 0.000 7 0.069 5

2 0.069 6 0.348

3 0.083 5 1.738

4 0.835 2 6.95

5 9.744 34.8

3 恶臭气体中NH3产生量的确定

根据厂区布置确定产污面源的位置,从而确定产污面源与厂界的距离。选择HJ2.2—2008环境影响评价技术导则——大气环境推荐模式中的估算模式,来反推污染物的产生量。endprint

3.1 计算方法

根据厂界浓度估计1个数值作为面源源强,再将污染面源基本参数输入估算模式,输入污染面源边界与项目区下风向厂界的距离,计算出此源强在厂界处的污染物浓度,并将其与恶臭级别对应的厂界浓度进行对比。经过计算、验证可知,污染物源强与厂界浓度成比例关系。因此,可通过这个比例确定恶臭级别对应污染物的源强,再用估算模式核算,由此算出正确的污染物源强。

3.2 应用举例

某养殖场建立在农村,年存栏猪2 500头,占地面积13 000 m2,养殖车间位于项目区西面,占地面积为8 000 m2,距离下风向西面厂界30 m。现要求采用估算模式反推污染物产生量的方法,计算出养殖车间产生的恶臭中NH3的产生量。污染源参数见表4.

表4 估算模式参数取值

名称 单位 取值

面源高度 m 3

面源长度 m 100

面源宽度 m 80

通过类比调查,养殖场恶臭在不采取治理措施的情况下,厂界恶臭的强度估计为3级,通过表4可确定厂界NH3的浓度为1.738 mg/m3。假设NH3的产生量为0.8 t/a,利用估算模式计算出距污染面源正下风向30 m处(即西面厂界)的浓度值为0.03 mg/m3。经过计算、验证可知,污染物源强与厂界浓度成比例关系。由此可得,厂界NH3浓度为1.738 mg/m3,其产生量为46.3 t/a。利用估算模式进行计算,得出污染面源下风向30 m处(即西面厂界)的浓度值为1.733 mg/m3。由此可以确定,本项目养殖车间产生的恶臭中NH3的产生量为46.3 t/a。

在对恶臭进行控制的情况下,厂界恶臭的强度估计为2级。通过表4可估计出厂界NH3的浓度为0.347 mg/m3。采用上述计算方法,确定本项目养殖车间采取措施后,恶臭排放量为9.28 t/a。

4 恶臭污染控制措施

对恶臭气体的控制,目前已有很多技术可以选择,比如掩蔽法、燃烧法、化学洗涤法、活性炭吸附法、水洗法、氧化法、土壤吸收法和生物处理法等。

通过分析畜禽养殖业的生产工艺,并结合屠宰行业的实际情况,对畜禽养殖业恶臭的控制提出了以下建议:①每天定时对圈舍进行冲洗,封闭排水沟,防止恶臭从排水沟进入大气;②合理布局,将产污面源布置在下风向,增大污染源与敏感点的距离;③圈舍采取干湿分离的方式,坚持每天对各个圈舍进行干清粪作业;④在圈舍内设置抽排风系统,加强圈舍通风。

5 结束语

随着人们对环境质量要求的不断提高,畜禽养殖恶臭污染问题逐渐被人们所关注。由于畜禽养殖场臭气常无组织排放,通过采样分析、检测臭气污染物对环境的影响,其准确度高,操作程序较烦锁,时间较长。本文采用估算模式反推污染物的方法来确定臭气污染物的产生量,不仅准确度高,而且快速、简便。这种方法不失为简捷、可行的半定量分析方法之一。

参考文献

[1]张欢,包景岭,王元刚.恶臭污染评价分级方法[J].城市环境与城市生态,2011(03).

[2]郭玲,白喜云,陈玉成.浅析夏季畜禽养殖场恶臭污染及控制[J].家畜生态学报,2007(02).

〔编辑:白洁〕

Livestock Odor Pollution and Control Measures

Chen Zhongmin

Abstract: In recent years, livestock scale, intensive level continues to increase, but also brought increasingly serious environmental pollution problems, especially odor pollution it generates. By analyzing livestock odor pollution sources and composition, pointed out that should be used HJ2.2-2008 Environmental Impact Assessment Guidelines-Atmospheric Environment recommended mode estimation model, the amount of pollutants inverse approach to pollution control, and proposed the corresponding pollution control measures.

Key words: aquaculture; odor pollution; odor intensity; control measuresendprint

3.1 计算方法

根据厂界浓度估计1个数值作为面源源强,再将污染面源基本参数输入估算模式,输入污染面源边界与项目区下风向厂界的距离,计算出此源强在厂界处的污染物浓度,并将其与恶臭级别对应的厂界浓度进行对比。经过计算、验证可知,污染物源强与厂界浓度成比例关系。因此,可通过这个比例确定恶臭级别对应污染物的源强,再用估算模式核算,由此算出正确的污染物源强。

3.2 应用举例

某养殖场建立在农村,年存栏猪2 500头,占地面积13 000 m2,养殖车间位于项目区西面,占地面积为8 000 m2,距离下风向西面厂界30 m。现要求采用估算模式反推污染物产生量的方法,计算出养殖车间产生的恶臭中NH3的产生量。污染源参数见表4.

表4 估算模式参数取值

名称 单位 取值

面源高度 m 3

面源长度 m 100

面源宽度 m 80

通过类比调查,养殖场恶臭在不采取治理措施的情况下,厂界恶臭的强度估计为3级,通过表4可确定厂界NH3的浓度为1.738 mg/m3。假设NH3的产生量为0.8 t/a,利用估算模式计算出距污染面源正下风向30 m处(即西面厂界)的浓度值为0.03 mg/m3。经过计算、验证可知,污染物源强与厂界浓度成比例关系。由此可得,厂界NH3浓度为1.738 mg/m3,其产生量为46.3 t/a。利用估算模式进行计算,得出污染面源下风向30 m处(即西面厂界)的浓度值为1.733 mg/m3。由此可以确定,本项目养殖车间产生的恶臭中NH3的产生量为46.3 t/a。

在对恶臭进行控制的情况下,厂界恶臭的强度估计为2级。通过表4可估计出厂界NH3的浓度为0.347 mg/m3。采用上述计算方法,确定本项目养殖车间采取措施后,恶臭排放量为9.28 t/a。

4 恶臭污染控制措施

对恶臭气体的控制,目前已有很多技术可以选择,比如掩蔽法、燃烧法、化学洗涤法、活性炭吸附法、水洗法、氧化法、土壤吸收法和生物处理法等。

通过分析畜禽养殖业的生产工艺,并结合屠宰行业的实际情况,对畜禽养殖业恶臭的控制提出了以下建议:①每天定时对圈舍进行冲洗,封闭排水沟,防止恶臭从排水沟进入大气;②合理布局,将产污面源布置在下风向,增大污染源与敏感点的距离;③圈舍采取干湿分离的方式,坚持每天对各个圈舍进行干清粪作业;④在圈舍内设置抽排风系统,加强圈舍通风。

5 结束语

随着人们对环境质量要求的不断提高,畜禽养殖恶臭污染问题逐渐被人们所关注。由于畜禽养殖场臭气常无组织排放,通过采样分析、检测臭气污染物对环境的影响,其准确度高,操作程序较烦锁,时间较长。本文采用估算模式反推污染物的方法来确定臭气污染物的产生量,不仅准确度高,而且快速、简便。这种方法不失为简捷、可行的半定量分析方法之一。

参考文献

[1]张欢,包景岭,王元刚.恶臭污染评价分级方法[J].城市环境与城市生态,2011(03).

[2]郭玲,白喜云,陈玉成.浅析夏季畜禽养殖场恶臭污染及控制[J].家畜生态学报,2007(02).

〔编辑:白洁〕

Livestock Odor Pollution and Control Measures

Chen Zhongmin

Abstract: In recent years, livestock scale, intensive level continues to increase, but also brought increasingly serious environmental pollution problems, especially odor pollution it generates. By analyzing livestock odor pollution sources and composition, pointed out that should be used HJ2.2-2008 Environmental Impact Assessment Guidelines-Atmospheric Environment recommended mode estimation model, the amount of pollutants inverse approach to pollution control, and proposed the corresponding pollution control measures.

Key words: aquaculture; odor pollution; odor intensity; control measuresendprint

3.1 计算方法

根据厂界浓度估计1个数值作为面源源强,再将污染面源基本参数输入估算模式,输入污染面源边界与项目区下风向厂界的距离,计算出此源强在厂界处的污染物浓度,并将其与恶臭级别对应的厂界浓度进行对比。经过计算、验证可知,污染物源强与厂界浓度成比例关系。因此,可通过这个比例确定恶臭级别对应污染物的源强,再用估算模式核算,由此算出正确的污染物源强。

3.2 应用举例

某养殖场建立在农村,年存栏猪2 500头,占地面积13 000 m2,养殖车间位于项目区西面,占地面积为8 000 m2,距离下风向西面厂界30 m。现要求采用估算模式反推污染物产生量的方法,计算出养殖车间产生的恶臭中NH3的产生量。污染源参数见表4.

表4 估算模式参数取值

名称 单位 取值

面源高度 m 3

面源长度 m 100

面源宽度 m 80

通过类比调查,养殖场恶臭在不采取治理措施的情况下,厂界恶臭的强度估计为3级,通过表4可确定厂界NH3的浓度为1.738 mg/m3。假设NH3的产生量为0.8 t/a,利用估算模式计算出距污染面源正下风向30 m处(即西面厂界)的浓度值为0.03 mg/m3。经过计算、验证可知,污染物源强与厂界浓度成比例关系。由此可得,厂界NH3浓度为1.738 mg/m3,其产生量为46.3 t/a。利用估算模式进行计算,得出污染面源下风向30 m处(即西面厂界)的浓度值为1.733 mg/m3。由此可以确定,本项目养殖车间产生的恶臭中NH3的产生量为46.3 t/a。

在对恶臭进行控制的情况下,厂界恶臭的强度估计为2级。通过表4可估计出厂界NH3的浓度为0.347 mg/m3。采用上述计算方法,确定本项目养殖车间采取措施后,恶臭排放量为9.28 t/a。

4 恶臭污染控制措施

对恶臭气体的控制,目前已有很多技术可以选择,比如掩蔽法、燃烧法、化学洗涤法、活性炭吸附法、水洗法、氧化法、土壤吸收法和生物处理法等。

通过分析畜禽养殖业的生产工艺,并结合屠宰行业的实际情况,对畜禽养殖业恶臭的控制提出了以下建议:①每天定时对圈舍进行冲洗,封闭排水沟,防止恶臭从排水沟进入大气;②合理布局,将产污面源布置在下风向,增大污染源与敏感点的距离;③圈舍采取干湿分离的方式,坚持每天对各个圈舍进行干清粪作业;④在圈舍内设置抽排风系统,加强圈舍通风。

5 结束语

随着人们对环境质量要求的不断提高,畜禽养殖恶臭污染问题逐渐被人们所关注。由于畜禽养殖场臭气常无组织排放,通过采样分析、检测臭气污染物对环境的影响,其准确度高,操作程序较烦锁,时间较长。本文采用估算模式反推污染物的方法来确定臭气污染物的产生量,不仅准确度高,而且快速、简便。这种方法不失为简捷、可行的半定量分析方法之一。

参考文献

[1]张欢,包景岭,王元刚.恶臭污染评价分级方法[J].城市环境与城市生态,2011(03).

[2]郭玲,白喜云,陈玉成.浅析夏季畜禽养殖场恶臭污染及控制[J].家畜生态学报,2007(02).

〔编辑:白洁〕

Livestock Odor Pollution and Control Measures

Chen Zhongmin

Abstract: In recent years, livestock scale, intensive level continues to increase, but also brought increasingly serious environmental pollution problems, especially odor pollution it generates. By analyzing livestock odor pollution sources and composition, pointed out that should be used HJ2.2-2008 Environmental Impact Assessment Guidelines-Atmospheric Environment recommended mode estimation model, the amount of pollutants inverse approach to pollution control, and proposed the corresponding pollution control measures.

Key words: aquaculture; odor pollution; odor intensity; control measuresendprint

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