集约化奶牛养殖场粪污管理系统的环境影响生命周期评价

摘要

集约化奶牛场粪污是造成全球暖化、富营养化和环境酸化等多种环境问题的主要来源之一，选择合理的粪污管理系统对奶牛业减少粪污污染，实现可持续发展具有重要意义。鉴于此，本研究运用生命周期评价（LCA）方法，评估了干清粪-好氧堆肥、水冲粪-固液分离和水泡粪三种粪污管理系统的环境影响潜值，分析了主要影响阶段和污染物；综合比较了三种粪污管理系统的环境影响，并对评价结果进行了敏感性分析。研究结果表明： （1）干清粪-好氧堆肥系统处理奶牛场1t粪污的能源消耗、温室效应、酸化、富营养化和颗粒物影响潜值分别为7.526 MJ、5.753 kg CO2 eq、0.438 kg SO2 eq、0.133 kg PO43-eq和0.019 kg PM2.5 eq。其中粪便好氧堆肥、田间施用和废水储存是温室效应、酸化、富营养化、颗粒物四种环境影响类别的主要影响阶段，粪污收集是能源消耗的主要影响阶段；系统温室效应的主要污染物为N2O；环境酸化、富营养化和颗粒物的主要污染物为NH3。 （2）水冲粪-固液分离系统处理奶牛场泌乳牛日产1t粪污的的能源消耗、温室效应、富营养化、酸化和颗粒物的影响潜值分别为9.724 MJ、14.576 kg CO2 eq、0.571 kg PO43-eq、0.184 kg SO2 eq和0.008 kg PM2.5 eq；其中废水贮存是温室效应、环境酸化和颗粒物的主要影响阶段，废水排放是富营养化的主要影响阶段，固液分离是能源消耗的主要影响阶段；系统温室效应的主要污染物为CH4；系统环境酸化、颗粒物的主要污染物都为NH3，系统富营养化的主要污染物为TN和TP。 （3）水泡粪系统处理奶牛场1t粪污的能源消耗、温室效应、酸化、富营养化和颗粒物的影响潜值分别为11.401 MJ、15.794 kg CO2 eq、0.670 kg SO2 eq、0.230 kg PO43-eq和0.028 kg PM2.5 eq；其中粪浆贮存和田间施用是温室效应、酸化、富营养化和颗粒物的主要影响阶段，粪浆转移和田间施用是能源消耗的主要影响阶段；系统温室效应的主要污染物为N2O和CH4；系统环境酸化、富营养化和颗粒物的主要污染物为NH3。 （4）不同粪污管理系统对五类环境问题的综合影响最小的是干清粪-好氧堆肥系统（0.206）；其次是水冲粪-固液分离系统（0.42）；最大的是水泡粪系统（0.769）。综合环境影响对NH3排放系数和权重系数均不敏感。 综上所述，三种粪污管理系统中，无任何一种能在解决五类环境问题中均具有优势，但干清粪-好氧堆肥系统除环境酸化和可吸入颗粒物外，对其他三类环境问题的改善程度均优于另外两种粪污系统，其综合环境影响最小，值得在奶牛场广泛推广。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1研究背景及意义

1.2畜禽粪污管理系统概述

1.3生命周期评价概述

1.4研究内容及技术路线

第二章 材料与方法

2.1数据来源

2.2研究方法

第三章 不同粪污管理系统环境影响特征分析

3.1干清粪-好氧堆肥系统环境影响特征

3.2水冲粪-固液分离粪污管理系统环境影响特征

3.3水泡粪粪污管理系统环境影响特征

3.4本章小结

第四章 不同粪污管理系统的综合评价和敏感性分析

4.1综合影响评价

4.2敏感性分析

4.3本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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