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雞糞對地表水質之影響
發文日:99/04/26

謝昭賢 著

在土壤與廢棄物系統中逕流與沖蝕為二種主要控制土壤表面可能污染物流失之主要步驟。施用雞廢棄物於地表土壤對地表水質影響決定於各種不同影響逕流與沖蝕之因素:如土壤、降雨量、降雨強度、降雨延時、地表之粗糙度、地形及其他。在污染之內容裏,經營措施例如施用率及施用時間佔有非常重要的角色。

雞廢棄物潛在污染以下列三種模式之一從施用地之表面傳輸出去。(1) 以溶液/懸浮液、(2) 附著於土壤顆粒、(3) 以顆粒方式。

污染物被第一種模式傳輸包括一些有機 N 之形式 (如尿酸)、DP、C、NO3--N 及 NH4+-N;NH4+-N與 P 也許會吸附於土壤顆粒而被沖蝕所傳輸;以顆粒形式傳輸者可能為有機 C、P 及 N;微生物能夠以第一種及第二種模式而傳輸。

當過量的污染物從施用地移至土壤與水系統時,會觀察出與美學、人類與動物健康相關之負面影響。例如,N 與 P 為與優氧化結合在一起、NO3--N 也許對人類 (尤其是嬰孩) 與動物產生傷害、水生生物也許會被 N 及 C 經過 NH3 毒性及低溶氧度產生影響及其他廢棄物成分,例如,As、Cu、Fe 及 Zn 在水中元素之濃度也許會對水生生物及對這些元素有敏感之生物產生危險。Bhattacharya and Taylor (1975), McCaskey and Anthony (1979) 及其他研究人員指出雞糞及雞糞墊料也許含有病原生物,這些病原生物對人體有互相感染性。

這些濾過性病毒如 New Castle disease 及 Chlamydia (Biester and Schwarte, 1959), Listeria monocytogenes (listerosis) (Davis et al., 1970), Mycobacterium avium (對 tuberculosis 或 tuberculin 敏感) (USDA, 1957; Davis et al., 1970),不同的 Salmonella serotypes (Galton et al., 1964) 及其他。人類與動物經由污染的地表水接觸或飲用是有可能的。

對於土壤表面施用雞糞及雞糞墊料對地表水質之調查報告列於表 5。Giddens and Barnett (1980) 施用雞糞墊料高達 89 Mg/ha 之地區分析沉積物及微生物之濃度。以表面施肥、高施肥量及牧草覆蓋會增加土壤之滲透率進而減低地表逕流量。影響滲透率之變數亦會影響土壤流失。例如,地表面施用雞糞墊料 11.2 Mg/ha 與對照組比較減低土壤流失達 62﹪,雞糞墊料混入土壤較土壤表面施肥減低土壤流失量。各種處理在草地覆蓋之土壤流失均無顯著地差異,大腸菌 (coliform) 濃度超過飲用及娛樂用水之標準,但通常隨著時間而減低其濃度,此為一種沖洗之效果 (wash-off effect)。Magette (1988) 証實了地表施用雞糞墊料在逕流中有減低 TSS 之趨勢。

McLeod and Hegg (1984) 比較化學肥料、都市污泥、乳牛糞及蛋雞糞施用於高狐草試區中對水質之影響。施用肥料後一天降雨,在雞糞試區逕流中有 40 mg/L 之 TKN, 16 mg/L 之 NH4+-N, 2.5 mg/L 之 NO3--N, 12 mg/L 之 TP, 25 mg/L 之 TS 及 250 mg/L 之 COD 濃度。利用模擬降雨每週期間來產生逕流事件,發現所有的測定參數濃度隨著逕流事件之增加而減少其濃度 (在二次逕流事件後降低 80﹪之 N, 55﹪之 TP、TS 及 COD 之濃度)。

Westerman et al. (1983) 分析降雨強度、土壤質地、糞肥別、施肥率及乾水期 (施肥後與第一次降雨產生逕流之間之日期) 對表面施用雞廢棄物之試區水質影響。其試驗處理為利用二種模擬降雨強度 50 及 100 mm/hr 土壤質地為粘土及砂質壤土,糞肥別為肉雞糞墊料及蛋雞糞,施用率為 3 及 6 Mg/ha,以及乾水期為 1 及 3 天。影響逕流水質之因素及其交感決定於調查之參數。其中降雨強度顯著地影響所有的參數;施肥率影響揮發性固體、糞肥固體及養分之流失;增加二倍之施肥率粗略地增加在逕流中二倍之養分流失;糞肥別對一些參數有顯著之影響;增加乾水期顯著地減少一些污染物之損失,此由於廢棄物物理性質之轉變及改變。

從 Westerman and Overcash (1980) 試驗結果更進一步數量化了在施肥後與降雨間對試驗區水質之影響。利用模擬降雨產生逕流來測定草地施用雞糞墊料後之逕流水質,施肥後第三天較第一天之 TKN 、TP、Cl 及 COD 降低至 90﹪。

由於過程之複雜性及有限之試驗結果,數學模擬模式發展出在施用雞廢棄物地區來預測污染物之傳輸。此類模式通常為簡單化、不完整及一般化。例如利用施肥率之模式 (Sweeten and Reddell, 1978)。省略主要之次程式,如揮發作用 (Schulte et al., 1974)。而 Khaleel et al. (1979a), Scott (1989) 及 Ibrahim and Scott (1990) 所發展出來之模式明顯地改善了預測能力,但需要更進一步的証實及在可能的影響整個模式之前評估模式之實用性是非常有需要的。