上海市松江区に拠点を置く食肉加工会社は2011年に設立され、豚の屠殺、家禽・家畜の飼育、食品流通、道路貨物輸送（危険物を除く）など、許可された事業活動を行っています。親会社は上海市松江区に拠点を置く工業・貿易会社で、主に養豚業を営む民間企業です。4つの大規模養豚場を運営し、現在約5,000頭の繁殖雌豚を飼育し、年間最大10万頭の出荷可能な豚を生産しています。さらに、作物栽培と畜産を統合した50の生態農場と提携しています。
豚の屠殺場から発生する廃水には、高濃度の有機物と栄養素が含まれています。未処理のまま排出されると、水系、土壌、大気質、そしてより広範な生態系に重大なリスクをもたらします。主な環境影響は次のとおりです。
1. 水質汚染（最も直接的かつ深刻な影響）
屠畜場の排水は、有機汚染物質と栄養素を豊富に含んでいます。河川、湖沼、池などに直接排出されると、血液、脂肪、排泄物、食物残渣などの有機成分は微生物によって分解され、その過程で大量の溶存酸素（DO）が消費されます。DOの枯渇は嫌気性状態を引き起こし、魚やエビなどの水生生物が低酸素症で死滅します。さらに、嫌気性分解によって硫化水素、アンモニア、メルカプタンなどの悪臭ガスが発生し、水の変色や悪臭を引き起こし、水をいかなる用途にも使用できなくなります。
廃水には窒素（N）とリン（P）の濃度も高くなっています。これらの栄養素が水域に入ると、藻類や植物プランクトンの過剰な増殖を促進し、アオコや赤潮を引き起こします。その後、死んだ藻類が分解され、酸素がさらに減少し、水生生態系が不安定になります。富栄養化した水は水質が悪化し、飲用、灌漑、工業用途に適さなくなります。
さらに、排水には、動物の腸や糞便に由来する細菌、ウイルス、寄生虫卵（大腸菌やサルモネラ菌など）などの病原微生物が含まれている可能性があります。これらの病原体は水流を介して拡散し、下流の水源を汚染し、人獣共通感染症の感染リスクを高め、公衆衛生を脅かす可能性があります。
2. 土壌汚染
廃水が直接土壌に排出されたり、灌漑に使用された場合、浮遊物質や脂肪が土壌の細孔を塞ぎ、土壌構造を破壊し、透水性を低下させ、根の発達を阻害する可能性があります。消毒剤、洗剤、飼料に含まれる重金属（銅や亜鉛など）は、時間の経過とともに土壌に蓄積し、土壌の物理化学的性質を変化させ、塩性化や毒性を引き起こし、土地を農業に適さない状態にする可能性があります。作物の吸収能力を超える過剰な窒素とリンは、植物に損傷（「肥料焼け」）をもたらす可能性があり、地下水に浸出して汚染リスクをもたらす可能性があります。
3. 大気汚染
嫌気性条件下では、廃水の分解により、硫化水素（H₂S、腐った卵のような臭いが特徴）、アンモニア（NH₃）、アミン、メルカプタンなどの有害ガスが発生します。これらの排出物は、近隣住民に不快な悪臭を放つだけでなく、健康被害ももたらします。高濃度のH₂Sは有毒で、致死的となる可能性もあります。さらに、嫌気性消化の過程では、二酸化炭素の20倍以上の地球温暖化係数を持つ強力な温室効果ガスであるメタン（CH₄）が生成され、気候変動に寄与しています。
中国では、屠畜場からの排水は許可制度に基づいて規制されており、認可された排出限度の遵守が求められます。施設は汚染物質排出許可規制を厳格に遵守し、「食肉加工業における水質汚染物質排出基準」（GB 13457-92）の要件を満たす必要があり、さらに、適用される地方基準（より厳しい場合）も満たす必要があります。
排出基準の遵守状況は、化学的酸素要求量（COD）、アンモニア性窒素（NH₃-N）、全リン（TP）、全窒素（TN）、pHという5つの主要パラメータの継続的なモニタリングによって評価されます。これらの指標は、沈殿、油分分離、生物処理、栄養塩除去、消毒を含む排水処理プロセスの性能を評価するための運用ベンチマークとして機能し、安定した基準適合排水を確保するためのタイムリーな調整を可能にします。
- 化学的酸素要求量（COD）：CODは、水中の酸化可能な有機物の総量を表します。COD値が高いほど、有機汚染度が高いことを示します。血液、脂肪、タンパク質、糞便を含む屠畜場の排水は、通常、2,000～8,000 mg/L以上のCOD濃度を示します。CODのモニタリングは、有機負荷の除去効率を評価し、排水処理システムが環境許容範囲内で効果的に稼働していることを確認するために不可欠です。
- アンモニア性窒素（NH₃-N）： このパラメータは、水中の遊離アンモニア（NH₃）とアンモニウムイオン（NH₄⁺）の濃度を示します。アンモニアの硝化は溶存酸素を大量に消費し、酸素欠乏につながる可能性があります。遊離アンモニアは、低濃度であっても水生生物に対して非常に有毒です。さらに、アンモニアは藻類の栄養源となり、富栄養化を促します。アンモニアは、屠殺場排水中の尿、糞便、タンパク質の分解によって生成されます。NH₃-Nをモニタリングすることで、硝化および脱窒プロセスが適切に機能していることが保証され、生態系および健康へのリスクを軽減できます。
- 全窒素（TN）および全リン（TP）：TNは全ての窒素形態（アンモニア、硝酸塩、亜硝酸塩、有機窒素）の合計を表し、TPは全てのリン化合物を含みます。どちらも富栄養化の主な要因です。湖、貯水池、河口などの流れの遅い水域に排出されると、窒素とリンを豊富に含む排水は、水域を肥沃化させるのと同様に、藻類の爆発的な増殖を促し、アオコ（藻類の大量発生）を引き起こします。現代の排水規制では、TNとTPの排出に対する規制がますます厳しくなっています。これらのパラメータを監視することで、高度な栄養塩除去技術の有効性を評価し、生態系の劣化を防ぐことができます。
- pH値:pHは水の酸性度またはアルカリ度を示します。ほとんどの水生生物は、狭いpH範囲（通常6～9）内で生存します。過度に酸性またはアルカリ性の排水は、水生生物に悪影響を及ぼし、生態系のバランスを崩す可能性があります。下水処理場では、適切なpHを維持することが、生物学的処理プロセスの最適なパフォーマンスにとって不可欠です。継続的なpHモニタリングは、プロセスの安定性と規制遵守をサポートします。
同社は、主な排出口に Boqu Instruments 製の以下のオンライン監視機器を設置しました。
- CODG-3000 オンライン自動化学的酸素要求量モニター
- NHNG-3010 アンモニア性窒素オンライン自動モニター
- TPG-3030 総リンオンライン自動分析装置
- TNG-3020 全窒素オンライン自動分析装置
- PHG-2091 pHオンライン自動分析装置
これらの分析装置は、排水中のCOD、アンモニア性窒素、全リン、全窒素、pH値をリアルタイムでモニタリングできます。これらのデータは、有機汚染および栄養塩汚染の評価、環境および公衆衛生リスクの評価、そして処理戦略に関する情報に基づいた意思決定に役立ちます。さらに、処理プロセスの最適化、効率向上、運用コストの削減、環境への影響の最小化、そして国および地域の環境規制への一貫した遵守を可能にします。
