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在国家大力推行畜禽粪污资源化还田利用的背景下，畜禽养殖污染物已由过去的直接排放方式逐渐转变为经农田径流面源污染的间接排放方式，其中所含的氮磷养分容易引起水体富营养化。但畜禽粪污还田利用过程中产生的面源污染物排放规律研究甚少，尤其是粪污中携带的大量抗生素等新型污染物可直接通过地表径流进入周边水环境，对河道水质和生态安全均构成了威胁。为此，研究种养结合条件下的污染物排放规律十分必要，可为畜禽养殖业污染排放精准控制提供有力支撑。
为探究生猪和奶牛养殖两种典型养殖场粪污还田过程常规和新型污染物流失排放特征，本研究在上海市金山区选取两家典型养殖场及其配套农田，采用大田小区试验，以常规无机肥料施用农田为对照，考察了3种主要粪污还田方式（鲜粪、有机肥、沼液）下4种常规污染物（总氮TN、总磷TP、氨氮NH3-N、化学需氧量COD）流失特征，并在猪和奶牛养殖过程中抗菌药物使用面上调研的基础上，研究了粪污还田抗生素污染物农田降解、迁移排放规律，以及在枯水期、平水期、丰水期周边河道水体中10余种抗生素的污染水平。研究结论如下：
（1）猪场粪污农田利用面源污染监测结果显示，有机肥和沼液还田较纯化肥施用方式，可显著降低农田径流氮磷污染排放负荷，但三种粪污还田方式均增加了COD的排放风险，这与粪污中所含大量有机物有关。粪污消纳农田为水田时，有机肥和沼液还田利用在水稻种植期（6~10月）TN、TP排放负荷分别为1.38、0.32kg·hm-2和1.41、0.21kg·hm-2，约为化肥施用64.0~103.1%。而鲜粪还田方式则具有较高的氮磷排放风险，TN、TP排放负荷可达有机肥和沼液还田的1.2-2.0倍，个别月份径流排水TN可达4.69mg·L-1、TP可达2.74mg·L-1；NH3-N排放负荷为0.54kg·hm-2，约为纯化肥施用农田的1.3倍。粪污消纳农田为旱地蔬菜时，猪场粪污还田较纯化肥施用，可减少TN、TP单茬作物排放负荷45.0~74.0%，但鲜粪还田方式的NH3-N单茬排放负荷为有机肥施用的3.2倍。基于上述结果，说明生产有机肥和沼液是较适宜的猪场粪污处理方式，而鲜粪还田氮磷排放风险较高，不宜直接还田。
（2）奶牛场粪污农田利用面源污染排放特征总体与猪场一致，均可显著减少氮磷排放，但加了COD的排放风险。粪污消纳农田为水田时，有机肥和沼液还田在水稻种植期（6-10月）内TN、TP污染物排放负荷分别为1.14、1.34kg·hm-2和0.34、0.26kg·hm-2，分别为纯化肥施用农田的57.4~118.0%，而鲜粪还田方式具有较高的氮排放风险，TN污染排放负荷为1.70kg·hm-2，为有机肥还田的1.5倍。粪污消纳农田为旱地时，奶牛场粪污还田可减少50.6~72.4%的TN污染物排放、22.7~70.3%的TP污染物排放。但鲜粪还田增加了NH3-N污染物的排放风险，为有机肥施用农田的3.1倍。基于上述结果，说明有机肥和沼液是较好的奶牛场粪污处理方式，而鲜粪还田氮排放风险较高，不宜直接还田。在施肥水平条件相近的情况下，奶牛场粪污还田COD排放风险高于猪场粪污还田，TN、TP排放风险则较低，这与奶牛场高碳低氮型饲料为主有密切关系。
（3）通过对生猪和奶牛两种畜禽抗生素使用的面上调研和实地考察可知，生猪养殖过程中抗生素类型达13种，主要使用方式为肌肉注射和饲料添加，其种类和用量风险均高于奶牛养殖。上海市6家猪和奶牛养殖场鲜粪中可检出抗生素5大类14种抗生素，含量最高达17.82mg·kg-1干基，印证了兽用抗生素在通过动物体内后约60~90%可以原药形式直接排出体外，通过好氧堆肥处理后，可减少80%以上的抗生素。粪污还田1~3个月内，耕作层土壤仍可检测出大环内酯类抗生素，残留含量约0.003mg·kg-1干基，而粪污还田超过三个月后，土壤中的抗生素含量则低于检出限。基于此，实施抗菌药物源头减量或替代工作十分必要，养殖场宜采用好氧堆肥、厌氧发酵等处理方式，降低粪肥产品中的抗生素含量，达到降低生态环境风险的目的。
（4）针对上海市3家规模化猪场和3家规模化奶牛场周边河道水体中抗生素的跟踪监测结果显示，而枯水期河道水体中抗生素检出浓度为最高，最高检出浓度可达673.64ng·L-1，这与河道水体流量小、动力差，且冬季牲畜易患病用量用药量大有关，平水期河道水体中抗生素最高可达384.67ng·L-1，丰水期河道水体中抗生素检出浓度总体较低。除平水期河道受潮汐作用影响外，丰水期和枯水期养殖场周边河道上下游水体中抗生素检出浓度存在空间分布差异，且抗生素整体检出种类与养殖场习惯用药基本一致，60.0%以上的猪场药物品类在周边河道水体中均可检出。下游水体中部分抗生素含量较高，间接说明畜禽养殖是河道水体中抗生素的主要来源之一。由于生猪养殖所使用抗生素用量较奶牛养殖业高，猪场周边河道水体检出抗生素含量水平总体上高于奶牛养殖。因此，在养殖场抗菌药物使用已对周边河道造成新型污染物风险的情况，亟需从健康养殖体系建设、地表水体水质跟踪监测、管控标准规范出台等方面系统研究兽用抗生素污染的控制对策。
为探究生猪和奶牛养殖两种典型养殖场粪污还田过程常规和新型污染物流失排放特征，本研究在上海市金山区选取两家典型养殖场及其配套农田，采用大田小区试验，以常规无机肥料施用农田为对照，考察了3种主要粪污还田方式（鲜粪、有机肥、沼液）下4种常规污染物（总氮TN、总磷TP、氨氮NH3-N、化学需氧量COD）流失特征，并在猪和奶牛养殖过程中抗菌药物使用面上调研的基础上，研究了粪污还田抗生素污染物农田降解、迁移排放规律，以及在枯水期、平水期、丰水期周边河道水体中10余种抗生素的污染水平。研究结论如下：
（1）猪场粪污农田利用面源污染监测结果显示，有机肥和沼液还田较纯化肥施用方式，可显著降低农田径流氮磷污染排放负荷，但三种粪污还田方式均增加了COD的排放风险，这与粪污中所含大量有机物有关。粪污消纳农田为水田时，有机肥和沼液还田利用在水稻种植期（6~10月）TN、TP排放负荷分别为1.38、0.32kg·hm-2和1.41、0.21kg·hm-2，约为化肥施用64.0~103.1%。而鲜粪还田方式则具有较高的氮磷排放风险，TN、TP排放负荷可达有机肥和沼液还田的1.2-2.0倍，个别月份径流排水TN可达4.69mg·L-1、TP可达2.74mg·L-1；NH3-N排放负荷为0.54kg·hm-2，约为纯化肥施用农田的1.3倍。粪污消纳农田为旱地蔬菜时，猪场粪污还田较纯化肥施用，可减少TN、TP单茬作物排放负荷45.0~74.0%，但鲜粪还田方式的NH3-N单茬排放负荷为有机肥施用的3.2倍。基于上述结果，说明生产有机肥和沼液是较适宜的猪场粪污处理方式，而鲜粪还田氮磷排放风险较高，不宜直接还田。
（2）奶牛场粪污农田利用面源污染排放特征总体与猪场一致，均可显著减少氮磷排放，但加了COD的排放风险。粪污消纳农田为水田时，有机肥和沼液还田在水稻种植期（6-10月）内TN、TP污染物排放负荷分别为1.14、1.34kg·hm-2和0.34、0.26kg·hm-2，分别为纯化肥施用农田的57.4~118.0%，而鲜粪还田方式具有较高的氮排放风险，TN污染排放负荷为1.70kg·hm-2，为有机肥还田的1.5倍。粪污消纳农田为旱地时，奶牛场粪污还田可减少50.6~72.4%的TN污染物排放、22.7~70.3%的TP污染物排放。但鲜粪还田增加了NH3-N污染物的排放风险，为有机肥施用农田的3.1倍。基于上述结果，说明有机肥和沼液是较好的奶牛场粪污处理方式，而鲜粪还田氮排放风险较高，不宜直接还田。在施肥水平条件相近的情况下，奶牛场粪污还田COD排放风险高于猪场粪污还田，TN、TP排放风险则较低，这与奶牛场高碳低氮型饲料为主有密切关系。
（3）通过对生猪和奶牛两种畜禽抗生素使用的面上调研和实地考察可知，生猪养殖过程中抗生素类型达13种，主要使用方式为肌肉注射和饲料添加，其种类和用量风险均高于奶牛养殖。上海市6家猪和奶牛养殖场鲜粪中可检出抗生素5大类14种抗生素，含量最高达17.82mg·kg-1干基，印证了兽用抗生素在通过动物体内后约60~90%可以原药形式直接排出体外，通过好氧堆肥处理后，可减少80%以上的抗生素。粪污还田1~3个月内，耕作层土壤仍可检测出大环内酯类抗生素，残留含量约0.003mg·kg-1干基，而粪污还田超过三个月后，土壤中的抗生素含量则低于检出限。基于此，实施抗菌药物源头减量或替代工作十分必要，养殖场宜采用好氧堆肥、厌氧发酵等处理方式，降低粪肥产品中的抗生素含量，达到降低生态环境风险的目的。
（4）针对上海市3家规模化猪场和3家规模化奶牛场周边河道水体中抗生素的跟踪监测结果显示，而枯水期河道水体中抗生素检出浓度为最高，最高检出浓度可达673.64ng·L-1，这与河道水体流量小、动力差，且冬季牲畜易患病用量用药量大有关，平水期河道水体中抗生素最高可达384.67ng·L-1，丰水期河道水体中抗生素检出浓度总体较低。除平水期河道受潮汐作用影响外，丰水期和枯水期养殖场周边河道上下游水体中抗生素检出浓度存在空间分布差异，且抗生素整体检出种类与养殖场习惯用药基本一致，60.0%以上的猪场药物品类在周边河道水体中均可检出。下游水体中部分抗生素含量较高，间接说明畜禽养殖是河道水体中抗生素的主要来源之一。由于生猪养殖所使用抗生素用量较奶牛养殖业高，猪场周边河道水体检出抗生素含量水平总体上高于奶牛养殖。因此，在养殖场抗菌药物使用已对周边河道造成新型污染物风险的情况，亟需从健康养殖体系建设、地表水体水质跟踪监测、管控标准规范出台等方面系统研究兽用抗生素污染的控制对策。