规模猪场春、夏、秋、冬季臭气排放规律的研究

薛 云，陆雪林，李何君，黄士新，沈富林

（1.上海市动物疫病预防控制中心，上海 长宁 201103；2.上海农林职业技术学院，上海 松江 201699）

臭气是规模养猪场主要的污染源之一，其对周围居民的工作、生活及自身养殖场的众多方面带来严重危害。现在，养猪场的臭气减控工作越来越引起重视。为保护和改善环境，减少污染物排放，推进生态文明建设，2018年我国开始实施《中华人民共和国环境保护税法》。为保护环境，防治污染，促进畜禽养殖业污染治理技术的进步，2019年上海市开始实施了强制性地方标准《畜禽养殖业污染物排放标准》（DB 31/1098—2018），其中要求规模猪场从2020年起臭气浓度周界排放限值为20（无量纲）。为研究猪场臭气排放规律，本研究选择6家规模猪场，通过测定和分析场界春、夏、秋、冬季臭气浓度，为指导养猪场采取相关措施，做好臭气减排工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、对象及采样点

于2020年4—5月（春季）、7—8月（夏季）、10—11月（秋季）、12月（冬季）各选取一天典型天气在上午8:00至下午14:00采集上海市松江区、崇明区、浦东新区、金山区的6家规模猪场（3家干清粪工艺的猪场、3家水泡粪工艺的猪场）的场界臭气。在猪场上风向场界边界设置1个采样点，在下风向场界边界设置3个采样点。

1.2 测定指标与方法

用天津迪兰奥特环保科技开发有限公司制造的气体采样袋（8 L）采集臭气样品，每个采样点采集3个样品，每个样品采集3 min。使用风速仪、温湿度计采集风速、风向、气温、湿度等气象参数。按照《空气质量 恶臭的测定 三点比较式臭袋法（GB/T 14675—1993）》测定臭气浓度。

1.3 统计分析

用Excel对数据进行初步处理，采用SPSS 22.00统计分析软件的独立样本的t检验、单因素方差分析对数据进行分析，用Duncan氏法进行多重比较，用双变量进行相关性分析，结果用平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 水泡粪工艺规模猪场春、夏、秋、冬季臭气浓度变化规律

水泡粪工艺规模猪场春、夏、秋、冬季臭气浓度见表1。上风向的臭气浓度平均值均低于10.00，春季臭气浓度范围为＜10.00～12.00，夏季臭气浓度范围为＜10.00～13.00，秋季和冬季臭气浓度均低于10.00。下风向的臭气浓度平均值为11.33～26.41，其中秋季＞冬季＞春季＞夏季。春季臭气浓度范围为＜10.00～17.00，夏季臭气浓度范围为＜10.00～15.00，秋季臭气浓度范围为15.00～48.00，冬季臭气浓度范围为＜10.00～30.00。

表1 水泡粪工艺规模猪场春、夏、秋、冬季臭气浓度

2.2 干清粪工艺规模猪场春、夏、秋、冬季臭气浓度变化规律

干清粪工艺规模猪场春、夏、秋、冬季臭气浓度见表2。上风向的臭气浓度平均值为＜10.00～13.56，春季臭气浓度范围为＜10.00～12.00，夏季臭气浓度范围为12.00～15.00，秋季和冬季臭气浓度均低于10.00。下风向的臭气浓度平均值为＜10.00～26.15，其中秋季＞夏季＞春季＞冬季。春季臭气浓度范围为＜10.00～19.00，夏季臭气浓度范围为11.00～18.00，秋季臭气浓度范围为＜10.00～38.00，冬季臭气浓度范围为＜10.00～14.00。

表2 干清粪工艺规模猪场春、夏、秋、冬季臭气浓度

2.3 气象等因素与臭气浓度的相关性分析

气象等因素与臭气浓度的相关性分析结果见表3。采样位点（上、下风向位点）与臭气浓度的相关系数为0.338，达到极显著水平（P＜0.01）。风向与臭气浓度的相关系数为0.352，达到极显著水平（P＜0.01）。气温与臭气浓度的相关系数为0.200，达到极显著水平（P＜0.01）。湿度与臭气浓度的相关系数为0.117，达到显著水平（P＜0.05）。采样时间、风速、大气压与臭气浓度无显著相关（P＞0.05）。

表3 气象等因素与臭气浓度的相关关系

3 讨论

猪场臭气主要来源于猪粪尿、体表污物、各类污水等。臭气成分复杂，主要包括胺类、醇类、酚类、酯类、醛类、酮类、硫醇类、挥发性脂肪酸等有机成分和氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等无机成分[1]。其中，刺激性味道较突出的为NH3、H2S、吲哚、粪臭素、硫醇类[2]。一方面，浓烈的臭味刺激猪呼吸道，引起猪群呼吸困难、躁动不安、采食量下降[3]。同时，猪场臭气会导致养殖员产生哮喘、鼻炎、气流阻塞等呼吸道疾病[4]。另一方面，猪场臭气也影响周围居民，引起头痛、恶心、食欲不振、嗅觉失调等全身不适，甚至出现神志不清、情绪不稳等状况[5]。

臭气浓度是根据嗅觉器官试验法对恶臭气体气味的大小予以数量化表示的指标，即用无臭的清洁空气对恶臭气体样品连续稀释至嗅辨员阈值时的稀释倍数。魏波等（2009）[6]研究表明，养猪场场界下风向采样点臭气浓度较高，对各个季节臭气浓度对比显示，夏季高于冬、初春两季。本研究中，水泡粪、干清粪工艺规模猪场各个季节场界上风向的臭气浓度平均值均低于下风向，两者秋季下风向的臭气浓度均最高，超过20（无量纲）。养殖场臭气的排放浓度与粪尿管理形式、养殖方式等有很大关系[7]。本研究中，水泡粪工艺规模猪场上风向的臭气浓度平均值均低于10.00。下风向的臭气浓度平均值为11.33～26.41，其中秋季＞冬季＞春季＞夏季。干清粪工艺规模猪场上风向的臭气浓度平均值为＜10.00～13.56。下风向的臭气浓度平均值为＜10.00～26.15，其中秋季＞夏季＞春季＞冬季。虽然不同清粪工艺养猪场各季节臭气浓度变化规律不一致，但均应特别注意做好秋季的臭气减排工作。

臭气的扩散过程受气压、风速等条件影响，如风速是决定大气污染物稀释程度的重要因素之一[8]。魏波等（2009）[6]研究显示，气温与臭气浓度呈正相关。Pan等（2007）[9]研究表明，气温与臭气浓度高度相关，而采样时间、风向、风速等对臭气浓度影响较弱。郑芳（2010）[7]研究显示，当风速＜5.4 m/s、湿度30%～67%、温度27～37 ℃时，风速、气温和湿度对恶臭污染物扩散速率的影响均显著，且气温和风速的影响较湿度大。而本研究中，风向、气温、湿度与臭气浓度显著相关，而采样时间、风速、大气压与臭气浓度无显著相关，本研究可为新建养殖场综合气象条件合理选址及现有养殖场评估臭气影响及有针对性地控制臭气排放提供参考。

4 小结

选择6家规模猪场测定场界春、夏、秋、冬季臭气浓度。结果显示：1）水泡粪工艺规模猪场上风向的臭气浓度平均值均低于10。下风向的臭气浓度平均值为11.33～26.41，其中秋季＞冬季＞春季＞夏季。2）干清粪工艺规模猪场上风向的臭气浓度平均值为＜10.00～13.56。下风向的臭气浓度平均值为＜10.00～26.15，其中秋季＞夏季＞春季＞冬季。3）采样位点、风向、气温与臭气浓度极显著相关，湿度与臭气浓度显著相关，采样时间、风速、大气压与臭气浓度无显著相关。