营养元素与畜禽养殖废水污染物的相关性研究

资源与环境科学《现代农业科技}2009年第13期营养元素与畜禽养殖废水污染物的相关性研究吴建敏徐俊董渊曹雪林承尧兴吴开贵(江苏省常州市农(渔)业生态环境保护监测站，江苏常州213001；江苏工业学院；常州星运农民创业科技服务专业合作社常州联农奶牛合作联社：常州五星禽蛋有限公司)、摘要通过对3O个奶牛、猪、禽规模养殖场饲料与废水中有机物、添加元素及限制元素进行检测与分析评价，结果发现，80％N养殖废水污染物与营养元素有线性关系，其相关强度按元素类别为添加元素>限制元素>有机物，其中氮、铜、铁、砷、锌、镁、铬、镉呈高度线性关系，氨氮、锰、汞呈中度线性关系，CODcr呈低度线性关系，磷、BODs和铅则为非线性关系。在线性模型中砷、镁呈对应因子关系，其他均呈非对应多因子互作关系。经线性概率因子评价，营养元素中氮、铜、砷、锰为养殖废水污染物主要影响因子。关键词营养元素；畜禽养殖；废水污染物；相关性中图分类号X713文献标识码A文章编号畜禽废水污染物是指粪尿与冲洗水及其处理后排放废水中含有的各种有毒有害物质，包括病原微生物、寄生虫、有机物、无机元素、重金属以及残留农药与兽药等。目前对畜禽养殖污染物研究较多，主要以有机污染及宏观研究为主【1_，饲料营养元素对畜禽养殖污染物的影响，仅局限于单一元素的迁移变化卅；但营养元素与养殖废水污染物因子间相关关系及其互作影响未见研究报道。本研究重点对规模养殖场饲料与废水中有机物、无机元素(添加元素)和重金属元素(限制元素)进行了检测与分析评价，探索相关关系与互作影响，筛选主要影响因子，为有效监控与治理养殖废水污染物提供科学依据。1材料与方法1．1取样方案按奶牛、猪、禽规模养殖场分类各10个，并按存栏量转换猪单位(按产污量折算1头奶牛=5头猪，5O羽禽=1头猪)，在800～100000头范围内随机确定取样点。取饲料和废水样品各30份。饲料佯品按饲料种类等分取样lkg；废水(包括尿混合废水及处理废水)取排放口废水为主，无排放口的取沉淀待外运废水，分3次混合取样5L。1．2检测参数饲料检测水分(LW)、粗灰分(LA)、总氮(LTN)、总磷(LTP)、铜(LCu)、铁(LFe)、锰(LMn)、镁(LMg)、砷(LAs)、汞(LHg)、铅(LPb)、铬(LCr)、镉(LCd)；废水检测总氮(WTN)、氨氮(WAN)、总磷(wTP)、化学耗氧量(CODcr)、生化耗氧量(BOD)、铜(WCu)、铁(WFe)、锰(WMn)、锌(WZn)、镁(WMg)、砷(WAs)、汞(wHg)、铅(WPb)、铬(WCr)、镉(Wed)。1．3检测方法饲料参数采用饲料标准检测方法．养殖废水采用水质测定标准方法，其中测定重金属采用微波消解方法对样品进行前处理。1．4数据处理监测数据应用SPSS软件进行分析处理。按污染物性质及饲料添加类型分为有机物、添加元素和限制元素3个类基金项目作者简介收稿日期2662007年江苏省科技项目(D$2007027)吴建@：(1960一)，男，江苏常州人，高级畜牧师，主要从事动物营养与农业生态环境保护工作。2009-03-14别。通过回归分析选择最多2个营养元素与1个废水污染物建立线性模型(Mode1)。1．5分类评价应用概率相加原理，建立线性概率因子评价方法，按线性模型(Mode1)中营养元素(Li)与相应污染物类别中污染物种类(Y)的比值计为该营养元素的因子概率(Pi=Li／Yj)；再将各类别该因子概率累加(Pt=∑Pi)，并计算其概率比重(Pp=Pt／∑Pt)，设定线性概率因子评价标准：当Pp<0．05时，则为小概率因子；0．050．1时，则为主要概率因子。2结果与分析2．1营养元素与废水污染物的相关性在l5个线性模型中(见表1)，有9个为高度线性关系(1．0>R>0．7，P<0．05)，占60％；有5个为中度线性关系(O．7>R>0．5，P<0．05)，占33．33％；1个为低度线性关系(O．5>R>0，P=0．093)，占7．67％。废水磷(WP)、BOD5和铅(WPb)与营养元素间不存在线性关系。按废水污染物元素类别分析，5个有机物中氮(wN)为高度线性关系，占20％；氨氮(WAN)为中度线性关系，占20％；CODcr为低度线性关系，占20％；磷(WP)与BOD为非线性关系，占40％。6个添加元素中铜(WCu)、铁(WFe)、砷(WAs)、锌(WZn)、镁(WMg)均为高度线性关系，占83．33％；锰(WMn)为中度线性关系，占16．67％。4个限制元素中，铬(WCr)与镉(WCd)为高度线性关系，占50％；汞(WHg)为中度线性关系，占25％；铅(WPb)无线性关系，占25％。按对应因子分，仅砷(WAs)、镁(WMg)具有对应因子关系，其他均为非对应因