重庆市万州区农村户用沼气中微生物量与地下水氨氮含量监测分析

邬晓霞　姚磊　秦彦璐

摘要 在重庆市万州区分水镇黄泥村对沼气池的微生物与地下水氨氮含量进行检测，结果表明：人畜粪便在经过沼气池处理后，可有效降低致病微生物和有毒物质含量，对人畜粪便污染物实现了有效的无害化处理和资源化利用，产生的沼肥可以放心使用。

关键词 农村户用沼气；微生物量；地下水；氨氮含量；监测；重庆万州

中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）01-0179-01

重庆市万州区一直以来都属于农业大区，全区农业人口比重大，人均耕地面积小，需要积极调整传统农业结构，构建新型现代化农业。当前，普通农户一般采用独立居住、分散养殖喂养3～4头猪的生产生活模式。这种模式存在的一个突出问题就是每户产生的养殖废弃物会随意排放在周边，形成污染，而这些分散的养殖污染也是农业面源污染产生的原因之一。为解决这个问题，多年来各级政府积极推动农村户用沼气建设的发展。重庆市作为全国农村沼气发展最早的地区之一，也是全国最适宜发展沼气的地区之一。早在20世纪50—60年代，重庆市就开始进行农村沼气的研究、试验和示范推广，直至90年代制定了一系列技术标准和推广技术。从2003年开始，重庆市委、市政府把生态家园富民工程列为为民生办实事的八大“民心工程”之一。以沼气池为纽带，通过发展“一池三改”，将种植业和养殖业相结合，产生清洁能源，优化农村能源结构，建设出和谐的生态家园。

“一池三改”具体是指：每家农户新建1座户用沼气池，改厨、改厕、改圈，使农户用上清洁的沼气，使厨房无炊烟、厕所圈舍无臭气，家居环境和卫生状况大为改善[1-3]。一般按户建1口8 m3沼气池，常年存栏4头猪，种植0.27 hm2蔬粮油作物的规模进行组合配套。沼气池能对人畜粪便进行封闭式的无害化处理和资源化利用，解决散户养殖肆意排污的污染现状；同时沼气池产生的沼肥（沼渣沼液）属于优质肥料，施用于菜地或果园后能显著提高农产品的品质。

沼气是多种气体的混合物，主要成分为甲烷。沼气发酵过程需要一定的温度、水分和厌氧等条件[4-6]。沼气池正常产气温度为10～60 ℃，最适pH值为6～8。正因为处于高温密闭的条件下，进料原料中的有些有害微生物会在发酵过程中被消灭，而有些化合物的含量也会发生显著变化。为了弄清人畜粪便污染物经过沼气发酵后，其中有害微生物和含氮化合物的含量变化情况，选取了具有代表性的5户农户，对沼气池的进料和出料进行了监测试验，检测其中大肠杆菌值和地下水氨氮等其他化合物含量值。

1 材料与方法

1.1 样点选择

按试验设计要求，在重庆市万州区分水镇黄泥村3组（项目镇）随机选择户用沼气项目农户5户，分别标记为试验组A、B、C、D、E。

1.2 样品采集

在沼气池建设之前的2014年4月10日分别于各项目点取地下水1次，共5个样品；沼气池建成正常产气1个月后，分别于各项目点沼气池进料口和出料口采集样品，共采集10个；2个月后，分别于各沼气池进料口、出料口以及地下水再各采集1次，共采集15个样品，每次采样作好现场记录和标识。

1.3 样品检测

采样当天将样品送至万州区疾病预防控制中心冷藏，并与疾控中心签订委托检测协议书，分别按《GB7959—87粪便无害化卫生标准》和《GB/T5750—2006生活饮用水标准检测方法》检测沼气池进、出料口大肠杆菌、蛔虫卵和钩虫卵的个数和地下水氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐和大肠杆菌值。

2 结果与分析

2.1 微生物监测结果

微生物监测结果见表1。从检测的数据来看，建池1个月后，沼气池进料口处粪大肠杆菌MPN值（每产生1个大肠菌群所需的样品量，其值越大说明洁净程度越高、越卫生）有4个点都达到了<0.000 4，表明粪肥中存在较多的粪大肠杆菌；再经沼气池发酵后，有2户出料口（A、D）沼液中的MPN值明显增加，表明粪大肠杆菌有所减少，建池2个月后，A、C的出料口MPN值较进料口增加，其中样点C的MPN值增加了10倍以上，说明经沼气池发酵后，粪大肠杆菌落减少10倍以上。因此，在经过沼气池发酵后，能够有效消灭人畜粪便中的肠道病菌，控制致病菌的传播和蔓延。

在样点B、C、D的进料口，不同程度地检测到钩虫卵和蛔虫卵，钩虫卵最多655个/100 mL，蛔虫卵最多3 000个/100 mL，以上均来自样点B；所有出料口2次监测中均未检测出蛔虫卵和钩虫卵。由此可以看出，经沼气池发酵后能够有效地杀灭人畜粪便中的蛔虫卵和钩虫卵。

2.2 地下水监测结果

地下水氨氮化合物含量与大肠杆菌群落监测结果见表2。从地下水监测结果来看，样点B的地下水总大肠菌群由建池前的920个/L降低至70个/L，其他样点均有增加趋势，这可能是由于进入夏季后连续降雨，加上温度适宜，更有利于大肠菌群的繁殖。在建池后，样点A、C、D地下水氨氮降低，B、E增加；所有样点硝酸盐含量均有所增加；亚硝酸盐含量有B、C、D等3个点明显降低。从以上变化可以看出，沼气池建设后能够有效降低人畜粪便的有毒物质和有害微生物，保证了氨氮硝化作用中硝化细菌对氧气的需求，降低了硝化作用中间产物亚硝酸盐（有害物质）的形成。

3 结论与讨论

试验结果表明，人畜粪便在经过沼气池处理后，其中的致病微生物和有毒物质都能被有效降低，人畜粪便污染物实现了有效的无害化处理和资源化利用，产生的沼肥可以放心使用。沼气池的厌氧发酵作用，使原来农户分散养殖随意乱排养殖废弃物的现象不复存在，农村环境面貌得到显著改善，彻底解决了分散养殖产生的污染问题，对防治农业面源污染起到了重要作用。沼气池产生的沼气可以用作农户照明；而转化生成的沼液和沼渣则是优质的肥料，可以施入周围的菜地、果园，以提高农产品的品质。

4 参考文献

[1] 蒙杰，王敦球.沼气发酵微生物菌群的研究现状[J].广西农学报，2007（4）：50-53.

[2] 夏训峰，吴文良，王静慧.用沼气法处理规模化养殖场畜禽粪便的优点及存在问题[J].可再生能源，2003（2）：28-30.

[3] 孙朦朦，李玉英，柴春月，等.中试秸秆沼气发酵好氧微生物生理群的时空动态[J].南阳师范学院学报，2009（9）：58-61.

[4] 虞方伯，罗金平，管莉菠，等.沼气发酵微生物研究进展[J].安徽农业科学，2008（35）：392-394.

[5] 刘冰，傅金祥，张荣新.高氨氮在厌氧发酵中的抑制作用[J].河南科技，2009（3）：39-40.

[6] 任南琪，王爱杰.厌氧生物技术原理与应用[M].北京：化学工业出版社，2004.endprint