猪场沼液/稻草腐解液模拟原位柱淋洗修复铬污染土壤效果研究

实验室模拟原位柱淋洗工艺,以猪粪源沼液、腐解稻草中溶解性有机质(DOM)提取液为淋洗剂,探究其对铬污染土壤洗脱效果,优化了淋洗速度、淋洗液用量及淋洗方式等影响洗因子,并研究了土柱中残留铬浓度纵向分布和洗脱机制。结果表明:猪粪源沼液和腐解稻草中DOM提取液均为修复铬污染土壤的高效绿色淋洗剂,其中猪粪源沼液修复效果更佳。最佳工艺条件为:淋洗速度1.5 min·L^-1、连续淋洗10个孔隙体积。该条件下,当土壤总铬含量为121.54 mg·kg^-1(六价铬含量为119.9 mg·kg^-1)时,猪粪源沼液对总铬和六价铬去除率分别为56.25%,56.91%,稻草DOM对其洗脱率分别为42.79%,42.94%;当土壤总铬含量为941.9 mg·kg^-1(六价铬含量为856.9 mg·kg^-1)时,猪粪源沼液对总铬和六价铬去除率分别为94.99%,95.17%,稻草DOM则分别为92.01%,92.64%。土柱中残留铬浓度纵向分布趋势表明铬残留含量随着深度变化而变化,均在距离土柱底部1/5处达到最大值。猪粪源沼液和腐解稻草中DOM包含大量羧基、羟基、酚基和电子,洗脱土壤中铬的同时,对土柱中残留六价铬有解毒功效。     

柠檬酸发酵液-氯化盐复合淋洗液制备及重金属污染土壤修复试验研究

文章采用柠檬酸发酵液-氯化盐复合淋洗修复重金属污染土壤,通过振荡淋洗试验,选择5种典型土壤重金属(Cu,Ni,Pb,Cd,Zn),研究不同淋洗条件对重金属淋洗效率的影响,分析淋洗前后的土壤重金属的形态变化。结果表明,当柠檬酸发酵液原液(酸度4.1%)与0.1 mol·L~(-1)的FeCl_3按1∶4的体积比复配,在固液比为1∶10,淋洗时间为4 h时淋洗效果最佳,重金属Cu,Ni,Cd,Pb,Zn的去除率分别为86.4%,62.5%,89.6%,73.8%和75.6%。复配淋洗剂对土壤重金属Cu,Ni,Cd,Pb,Zn中的不稳定形态(酸可提取态和可还原态)具有较好的淋洗效果,淋洗效率分别达到了84.7%,75.73%,88%,74.3%和78%。该研究成果可为重金属污染土壤修复提供技术支持。     

温度对猪粪厌氧发酵中Cu,Zn,Cr形态的影响

文章试验以猪粪为发酵原料,采用厌氧发酵技术,在接种物为20%,TS为12%,pH值为7的条件下进行25 d,研究20℃和35℃对猪粪厌氧发酵沼渣沼液中重金属形态的影响,结果表明:1)20℃条件下发酵前后总有效态Cu含量由13.43 mg·kg~(-1)降为9.59 mg·kg~(-1),发酵后在沼渣中占87.9%;35℃总有效态Cu含量升为14mg·kg~(-1),在沼渣中占95.93%。2)20℃发酵前后总有效态Zn含量由73.76 mg·kg~(-1)降为59.74 mg·kg~(-1),发酵后在沼渣中占88.87%;35℃总有效态Zn含量降为43.87 mg·kg~(-1),在沼渣中占81.51%。3)20℃发酵前后总有效态Cr含量由0.28 mg·kg~(-1)升为0.59 mg·kg~(-1),发酵后在沼渣中占49.15%;35℃总有效态Cr含量升为1.05mg·kg~(-1),在沼渣中占87.62%。20℃和35℃猪粪厌氧发酵后重金属含量均低于国内外关于有机肥的标准。     

杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响

为探究杨木炭对东北黑土吸附猪粪沼液氮素特性的影响,明晰其吸附机理,选取杨木炭和壤质、砂质两种黑土,以活性炭作为标准比较炭,系统研究活性炭、杨木炭的粒径及添加比例、初始质量浓度、振荡时间、温度对黑土吸附、解吸猪粪沼液中氨态氮、硝态氮特性的影响规律,并拟合等温吸附模型和吸附动力学模型。结果表明:黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力随着活性炭和杨木炭粒径的减小、添加比例的增加而显著增加;当粒径为0. 25 mm、添加比例10%时,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土的氨态氮、硝态氮的吸附量为224. 8、107 mg/kg和212. 4、104 mg/kg,比空白纯黑壤土和黑砂土提高388. 7%、296. 3%和453. 13%、333. 33%,比添加活性炭的黑壤土和黑砂土降低19. 71%、10. 08%和12. 38%、7. 14%,但添加杨木炭比添加活性炭对吸附平衡后沼液中氨态氮、硝态氮浓度变化影响的差异均不超过2. 5%;添加活性炭黑土、杨木炭黑土、空白纯黑土和纯炭对猪粪沼液中氨态氮的吸附过程为吸热反应,而对硝态氮的吸附过程为放热反应,且所有吸附过程均经历快速、缓慢、趋于平衡3个阶段,硝态氮快速吸附的时间更短; Freundlich、Langmuir模型和准二级模型均能较好描述其等温吸附过程和吸附动力学过程,Freundlich模型比Langmuir模型相对更优,吸附反应过程同时存在不均匀的多分子层表面物理吸附和均匀的单分子层化学吸附;添加活性炭、杨木炭黑土对沼液中氨态氮、硝态氮的吸附量越大,解吸率也越大,但解吸量远小于有效吸附量,添加杨木炭的黑壤土和黑砂土对氨态氮、硝态氮的有效吸附量比添加活性炭的黑壤土和黑砂土减少14. 57%、9. 19%和5. 34%、5. 74%。杨木炭在提高黑土对猪粪沼液氮素的吸附能力、减少猪粪沼液氮素损失方面的效果优良,可为杨木炭和猪粪沼液在东北黑土改良方面的深入研究提供理论依据。     

有机酸对土壤重金属的浸提效果研究

重金属污染土壤的原位淋洗修复既要实现对重金属的高效去除,还要尽量减少对土壤性质的破坏。以张士污灌区农田土壤为研究对象,利用振荡浸提技术对有机酸淋洗重金属污染土壤进行研究。结果发现：对重金属Cd、Pb、Zn的浸提率随着酒石酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的浓度升高而增加;4种有机酸对土壤重金属的浸提效果均是Cd〉Pb〉Zn;酒石酸在浓度为0.5mol/L时对土壤中重金属Cd、Pb、Zn的浸提效果最好,浸提率分别为99.39%、57.65%、43.52%。     

有机酸对土壤重金属的浸提效果研究

重金属污染土壤的原位淋洗修复既要实现对重金属的高效去除,还要尽量减少对土壤性质的破坏.以张士污灌区农田土壤为研究对象,利用振荡浸提技术对有机酸淋洗重金属污染土壤进行研究.结果发现:对重金属Cd、Pb、Zn的浸提率随着酒石酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的浓度升高而增加;4种有机酸对土壤重金属的浸提效果均是Cd＞Pb＞Zn;酒石酸在浓度为0.5 mol/L时对土壤中重金属Cd、Pb、Zn的浸提效果最好,浸提率分别为99.39%、57.65%、43.52%.     

沼液中硝态氮在非饱和均质土壤中的吸附特征试验研究

为了探求合理的沼液灌溉浓度和灌溉量,避免沼液中硝态氮对地下水的污染,文章在室内恒温条件下进行了非饱和均质土柱对沼液中硝态氮的吸附研究试验,并应用对流弥散溶质运移模型和CXTFIT2.0软件对吸附曲线进行了拟合分析。结果表明:除土壤容重为1.35 g·cm~(-3),沼液浓度为1∶1,入渗水头为4 cm的处理外,其他各处理达到吸附平衡时渗出液中硝态氮含量均小于国家标准值(10 mg·L~(-1));随土壤容重的增加,渗出液初始出流时间、土体对沼液中硝态氮吸附达到平衡所需时间及相应沼液入渗量均逐渐增加,且达到吸附平衡时渗出液中硝态氮含量呈1.35 g·cm~(-3)组1.30 g·cm~(-3)组1.25 g·cm~(-3)组的趋势变化;随沼液浓度的增加,吸附曲线逐渐向下、向右偏移,被截获在土柱中的硝态氮含量也随之增加,而渗出液相对浓度(C/C0)、平均孔隙水流速(V)及水动力弥散度(D)逐渐减小;不同入渗水头条件下,2 cm水头的平均孔隙水流速(V)及水动力弥散度(D)均小于4cm水头;不同土壤容重条件下,平均孔隙水流速(V)呈1.35 g·cm~(-3)组1.30 g·cm~(-3)组1.25 g·cm~(-3)组的趋势变化,而水动力弥散度(D)呈1.35 g·cm~(-3)组1.30 g·cm~(-3)组1.25 g·cm~(-3)组的趋势变化。     

沼肥对重金属Cr作用效应的研究

随着配合饲料养殖法的应用,使得以畜禽粪便为主要发酵原料的沼气工程产生的沼肥中重金属含量发生了明显的变化。施用沼肥后能否造成土壤重金属污染?这直接影响着沼肥(沼渣和沼液)的安全合理利用。文章通过油菜盆栽试验,以重金属Cr为研究对象,采取2种土壤样品(未受污染的棕壤土及受污染的棕壤土),对沼渣沼液施肥后土壤和油菜中重金属的含量及形态进行分析。得出:1)施用沼肥能增加未受污染棕壤土重金属Cr含量,而施用猪粪化肥能降低未受污染棕壤土Cr含量;施用沼肥能降低污灌区棕壤土Cr含量;2)对于未受污染棕壤土来说,施用沼肥有利于降低油菜食用部位茎部、叶部Cr含量;施用沼肥能有效降低污灌区棕壤土-油菜根部、叶部Cr的含量;3)对未受污染棕壤土来说,除过量沼渣沼液试验处理,其他试验处理的Cr各形态含量占总量的比例大小为:残渣态可还原态可氧化态酸溶态;对污灌区棕壤土来说,各个试验处理前后的Cr各形态含量占总量的比例大小几乎不变,为:残渣态可还原态可氧化态酸提取态;4)试验后未受污染棕壤土Cr有效态含量百分比的大小顺序为:原土样、猪粪化肥处理、空白处理、沼渣沼液处理;对污灌区棕壤土,试验后常量猪粪化肥处理Cr有效态含量百分比最大,过量沼肥处理最小。可见过量沼渣沼液试验处理对土壤中重金属Cr的有效态含量的减少有较为明显的作用。     

沼肥对污灌区棕壤土重金属Cd和As的影响

沼肥作为有机肥在农业生产中已有广泛应用,为了研究施用沼肥对受到重金属污染土壤的影响,文章以Cd,As为研究对象,用盆栽的方式,以抗病苏州青油菜为种植作物,选取污灌区棕壤土,采用改进的BCR连续提取法分析重金属形态,通过基肥与追肥配合施用,研究沼渣与沼液配合施用和猪粪与化肥配合施用对土壤重金属的影响,为沼肥的合理安全利用提供理论依据。试验结果表明:沼渣沼液配合施用可以降低污灌区土壤中Cd全量和有效态含量,增加As全量和有效态含量;过量施用沼肥可以增加污灌区土壤中Cd全量和有效态含量,降低As全量和有效态含量,猪粪化肥配合施用会显著增加Cd和As全量。沼渣沼液配合施用会降低残渣态Cd和As的含量(p0.05)。     

SBBR-小球藻-铜钱草组合工艺净化沼液实验研究

试验采用SBBR-小球藻-铜钱草组合工艺对猪场沼液进行了净化处理,研究了组合工艺启动和运行中污染物变化情况。结果表明,沼液经SBBR反应器处理后污染物浓度大幅下降,透光性改善,可用于培养小球藻,经小球藻培养系统处理后沼液污染物浓度进一步下降,再经过放养泥鳅的铜钱草水培系统净化,出水COD,NH_4~+-N,TN,TP浓度分别在48.73 mg·L~(-1),6.47 mg·L~(-1),14.61 mg·L~(-1),0.90 mg·L~(-1)以下,沼液中COD,NH_4~+-N,TN,TP总去除率平均达到97.51%,99.11%,98.28%和97.28%。组合工艺抗冲击负荷能力强,稳定性好,能有效地去除沼液中的污染物。     

中性纤维素酶促进牛粪厌氧消化性能的研究

试验考察直接添加中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.向厌氧消化体系添加50,100,150,200 FPU·g-1的中性纤维素酶,通过产气数据、发酵终点沼液性质来估计评估中性纤维素酶对牛粪沼气发酵性能的影响.中性纤维素酶可以促进牛粪的厌氧消化性能.当酶添加量为50 FPU·g-1时,对牛粪产气没有影响;当酶添加量继续...     

组合式沼液沼渣固液分离装置设计

利用畜禽养殖粪污厌氧发酵生产生物燃气已经成为规模化养殖场解决环境问题和获得生物能源的重要途径。厌氧发酵产生的沼液合理利用是沼气工程面对的难题之一,从沼液和沼渣分离利用实现减量化、资源化的目的出发,设计了一种适合沼液和沼渣固液分离的组合式固液分离装置,为采用工程手段处理沼液沼渣提供了参考。      

鸡粪厌氧发酵沼液达标处理工艺研究

为解决鸡场沼气工程沼液后续处理问题,以某养鸡场沼气工程全混式发酵池出水沼液处理为例,研究鸡粪厌氧发酵沼液的达标处理工艺。从鸡粪厌氧发酵沼液的特点出发,采用生化法与物化法相结合工艺处理沼液,并考查了3种不同组合的工艺处理效果。先以小试试验确定工艺最佳运行参数,再中试运行考查工艺的处理效果。结果表明：采用鸟粪石—SBR—混凝工艺处理鸡粪厌氧发酵沼液,沼液CODCr由9200mg/L降至280mg/L,NH+4N由3200mg/L降至36mg/L,TP由270mg/L降至3.3mg/L,达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB 18596—2001);对于鸡粪厌氧发酵沼液中NH+4N的去除,直接采用SBR处理,微生物会受到游离氨抑制,NH+4N去除率不足30%,生化处理前必须采用预处理降低NH+4N负荷;鸡粪厌氧发酵沼液生化性良好,但仍含有一定量难降解CODCr,采用生化处理结合物化工艺进行深度处理可以以较低成本实现达标排放。     

施用沼肥对保护地蔬菜栽培土壤理化性质的影响

本文以等有机质含量的猪粪、沼渣为基肥，追肥（化肥与沼液）以等N、等P、等K进行施用，采用二裂式区组设计的方法，研究了沼肥、猪粪、化肥等不同施肥组合对保护地土壤pH值及土壤速效养分含量的影响。结果表明：番茄收获期，各处理土壤pH有下降的趋势，但没有酸化现象发生；施用沼渣在防止土壤pH值下降方面有较好的作用；施用沼渣、沼液在提高土壤有机质含量方面的效果分别优于施用猪粪、化肥，沼渣与沼液配合施用在提高土壤有机质及碱解N含量方面效果显著，猪粪与化肥配合施用有利于提高土壤速效P和速效K的含量。     

沼肥种类及不同施氮量对芹菜品质影响研究

沼渣沼液作为厌氧发酵后的产物,因其量大消纳难,已逐渐成为限制沼气工程发展的制约因素。因此研究沼渣沼液作为肥料施用于农田对作物生长发育的影响具有重要的意义。该研究分别以猪粪厌氧发酵剩余物和秸秆牛粪厌氧发酵剩余物作为肥料,设置不同氮浓度施用水平(0,8.5,17,34,68 gTN·m-2 y-1),具体以沼渣作为底肥、沼液作为追肥的施肥方式,实际施用量以总氮(TN)作为标定指标,沼渣沼液施用比例为1∶2。研究结果表明:不同来源厌氧发酵剩余物对芹菜品质的影响效果不同;中低浓度氮条件下的猪粪沼肥和高氮浓度条件下的秸秆牛粪沼肥更有利于芹菜的营养物质的积累。     

生物炭配施沼液对土壤团聚体及其有机碳分布的影响

[目的]探究生物炭与沼液配施的最优组合,为农田合理施肥提供科学依据.[方法]基于3 a (2017-2019年)田间定位试验,设置CK、单施生物炭(12 t/hm2)、3个水平沼液(沼液∶水分别为1∶6、1∶4和1∶2)和生物炭分别与3个水平沼液配施,共计8个处理,利用湿筛法测定了土壤团聚体分布和有机碳质量分数.[结果...     

地下水过度开采引起的六价铬污染问题研究

在无地表铬污染源的情况下,研究区从1997年到2010年间地下水中六价铬的检出率不断增大,超标率逐年升高,本次研究针对此现象进行了探讨。根据研究区近年来对地下水开发利用强度加大的实况,在分析历年水位及水质资料,通过试验研究非饱和带与饱和带松散沉积层土壤中六价铬的含量及其平面、剖面的分布特征的基础上,进行了地下水位动态特征与六价铬浓度变化规律之间在时空演变上的相关性分析。并通过回归分析建立回归模型,明确了地下水水位降低与六价铬浓度增加之间的非线性相关关系,探明了地下水过度开采引起六价铬污染的形成演化规律,并对地下水环境中六价铬的修复提供相关依据。     

沼肥在农作物生产中的应用

沼液和沼渣是新型环保优质肥料，其中含有较全面的养分和丰富的有机质，可促进农作物生长和提高其产量与品质。沼肥的施用有沼液浸种、沼液沼渣旱土育秧、沼渣作大田基肥和沼液叶面喷施等简易方法，是农村能源建设的实用技术。     

沼液对葡萄叶蝉及霜霉病防治效果研究

研究了不同浓度沼液喷施对葡萄叶蝉及葡萄霜霉病的防治效果。田间和温室试验各设6个处理,从葡萄展叶期开始定期喷施不同浓度沼液,开展霜霉病病原菌接种试验和叶蝉危害观察试验。结果表明,不同浓度的沼液喷施对葡萄叶蝉危害防治具有一定的效果,与未喷施沼液的T₀相比,露地栽培叶蝉危害显著降低,且随着喷施沼液浓度的提高而逐步下降,喷施沼液原液叶蝉危害率为17.40%,防治效果达49.12%;不同浓度的沼液喷施葡萄叶片对不同栽培环境下（露地和温室）葡萄霜霉病均具有防治效果,且喷施80%浓度沼液效果最显著,防治效果分别达58.54%和50.56%。研究结果揭示了沼液在葡萄病虫害防治中的作用,沼液可在葡萄栽培中得到综合利用。