微生物技术在环境保护领域的应用概况

指出了近年来,微生物及其相关技术在环境保护领域的应用越来越广泛,选育并开发了大批用于环境治理的微生物菌株及相关菌剂,展现出了广泛的应用和发展前景。基于微生物技术在环保领域的蓬勃发展,对环境保护领域的微生物技术及相关应用等进行了简要综述,重点阐述了污水的微生物处理、微生物降解土壤污染物、有机废弃物的堆肥等几个方面的技术应用。     

强化型EM菌剂对金针菇菌糠堆肥的影响

为提高EM菌剂在菌糠堆肥中的应用效果,加速腐熟进程,改善堆肥质量,采用纤维素酶与木聚糖酶高产菌株黑曲霉SNH-7、蛋白酶高产菌株枯草芽孢杆菌SNK-103与EM菌剂进行复配,研制强化型EM菌剂,并研究其对菌糠堆肥的影响。结果表明：与普通EM菌剂相比,接种强化型EM菌剂的处理堆肥过程中微生物代谢更加旺盛,温度、pH、EC值、总有机碳、可溶性有机碳、总氮、铵态氮、硝态氮、C/N、腐植酸和黄腐酸含量等理化指标的升高或降低幅度更大,腐熟进程加快;成品堆肥的GI提高,C/N降低,总氮、硝态氮、总腐植酸和游离腐植酸的含量升高,生物安全性更好、肥效更高。说明在EM菌剂中补充纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶高产菌株,可强化其对纤维素、木质素和蛋白质的降解能力,在无辅料、高C/N、低pH的不利条件下,添加该菌剂能加速堆肥进程,提高堆肥质量。     

竹炭添加对厨余垃圾好氧堆肥过程的影响

为了探讨竹炭对厨余垃圾好氧堆肥过程的影响,向厨余垃圾添加稻草调节堆肥原料初始含水率为70%后,分别添加0%和5%的竹炭(竹炭与堆肥原料湿基比)进行为期15 d的好氧堆肥,研究了堆肥过程中堆体温度、厨余垃圾和稻草有机物降解率及堆肥腐熟程度的变化。结果表明:竹炭的添加增加了厨余垃圾好氧堆肥高温(> 55℃)持续时间,且高温阶段的前4天,添加5%竹炭堆体温度都明显高于对照;竹炭的添加提高了堆肥过程中有机物的降解率,堆肥结束时,与添加5%竹炭堆体其厨余垃圾和稻草的有机物降解率分别比对照提高了20.6%和29.2%,表征腐熟化程度的SUVA254和SUVA280值分别提高了15.6%和12.4%。以上结果表明,竹炭的添加促进了厨余垃圾堆肥过程有机物的降解,提高了堆肥产品的腐熟程度。     

高效纤维素降解复合菌系M6的构建及堆肥效果初探

为探讨微生物复合菌系对纤维素的协同降解效果,从西藏农田土壤和长沙稻田腐叶堆积物中筛选出6株高温纤维素降解菌,构建纤维素高效降解复合菌系M6,分析复合菌系M6对堆肥物料的温度、pH值、总有机碳含量、总氮含量、碳氮比、总养分含量和种子发芽指数的影响。结果表明,复合菌系M6处理具有较好的CMC-Na酶活性和滤纸酶活性,在50℃下发酵25 d时,接种复合菌系M6的油菜秸秆降解率可达16.4%;复合菌系M6处理较其他处理具有较高的堆肥温度及较长的高温时间,在发酵的第3天迅速达到温度峰值(63.7℃),其高温期可持续8 d;复合菌系M6处理的堆肥物料pH值呈弱碱性;堆肥末期,复合菌系M6处理总有机碳含量由50.44%下降至32.77%,总氮含量由1.79%升高到2.28%,碳氮比由28.18下降至14.19,总养分含量为13.27%;复合菌系M6处理的种子发芽指数始终高于其他处理,堆肥末期种子发芽指数为107%,复合菌系M6处理的堆肥具有较好的腐熟度及品质。     

除氨菌复配对鸡粪堆肥除臭和腐熟效果的影响

为解决单一菌对禽畜堆肥除氨效果不佳的问题,以鸡粪和糠醛渣为试验材料,采用液体发酵试验和场地试验,研究除氨细菌假单胞菌(Pseudomonas sp.,A21)、芽孢杆菌(Bacillus sp.,A38)、施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri,S33)、解糖假苍白杆菌(Pseudochrobactrum saccharolyticum,S61)及其复配组合的除氨效果,探索不同除氨菌对堆肥物料腐熟进程的影响。结果表明:发酵结束后,各处理堆肥物料的pH值介于7.58～7.77,含水率下降至17.23%～21.34%;A21、S33复合菌处理的堆肥物料氨气累积释放量最低,有机碳、全氮、全磷、全钾含量分别为36.02%、2.33%、2.28%、0.98%,较不加菌处理分别增加了31.84%、37.06%、6.05%、15.29%,与基础物料中鸡粪相比,堆肥物料有机碳含量降低12.57%,全氮含量增加15.35%。综上所述,假单胞菌和施氏假单胞菌复配,加快堆肥物料腐熟进程,降低物料碳、氮元素损失,提高总养分含量等方面均优于其他单一菌或复合菌处理,可适用于鸡粪堆肥生产实践。     

污泥堆肥对早熟禾生长及光合特征的影响

设置不同污泥堆肥施用水平(2%、4%、6%、8%、10%),研究了不同施用量对早熟禾生长指标及光合特征的影响。结果表明:不同水平的污泥堆肥施用量对早熟禾株高、叶面积、生物量、叶绿素含量均有一定的促进作用,以污泥堆肥施用量为8%时效果最好;对早熟禾光合作用效率促进效果最好的也是8%的处理;对早熟禾蒸腾作用促进效果最好的是6%的处理;对早熟禾水分利用效率促进效果最好的是10%的处理。     

基于CFD的堆肥反应器通气搅拌结构优化设计

堆肥反应器的分散性能会直接影响好氧堆肥反应的进程和结果,而堆肥反应器的通气搅拌结构是影响其分散性能的关键部件。为改善好氧堆肥反应器的分散性能,通过计算流体力学(CFD)方法对实验室用堆肥反应器的单层通气桨叶结构、单层通气桨叶双层搅拌桨叶结构和三层通气桨叶结构分别进行了气液两相流模拟,对比分析了这3种通气搅拌结构性能的优劣,并进一步研究了单层通气桨叶双层搅拌桨叶结构的安放角对其分散性能的影响。结果表明:采用单层通气桨叶双层搅拌桨叶式通气搅拌结构的分散性能更佳,堆肥反应器有较高平均气含率为0.408,不均匀性系数为0.035;不同安放角下,堆肥反应器内湍动能的分布规律基本保持一致,沿径向呈现双峰趋势,而堆肥反应器的单位体积功率随着安放角的增大而增大;综合考虑,通风搅拌结构的安放角为45°时,堆肥反应器的平均气含率最高且搅拌功率适宜,更适于气液混合搅拌。该结果可为堆肥反应器的设计提供参考。     

园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响

  目的  本研究旨在探讨园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响，以期为园林绿化废弃物资源化利用解决城市绿地土壤问题提供依据。  方法  本研究以北京市典型城市绿地土壤?圆明园为研究对象，通过野外试验设置4种不同处理:不覆盖（CK）、上层木片 + 下层堆置15 d的园林绿化废弃物堆肥（处理A）、上层木片 + 下层堆置30 d的园林绿化废弃物堆肥（处理B）、上层木片 + 下层堆置60 d的园林绿化废弃物堆肥（处理C），进行室内分析测定，结合修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数，运用Pearson相关性及逐步回归分析，分析不同覆盖处理对土壤综合肥力的影响。  结果  0 ~ 10 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤有效磷、速效钾含量（P < 0.05）；10 ~ 20 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤速效钾含量（P < 0.05）。土壤综合肥力指数显示，C覆盖处理显著提高0 ~ 10 cm土层的综合肥力（P < 0.05）。修正的内梅罗指数法中F_imin值及逐步回归分析表明，土壤综合肥力限制因子为土壤密度及有效磷，土壤综合肥力最主要影响因子为有机质，其次为土壤有效磷及土壤密度。  结论  综上，园林绿化废弃物覆盖对土壤理化性质及综合肥力有不同程度的影响，结果显示处理C为最佳覆盖方案，今后研究中要着重注意土壤肥力主要影响因子（土壤有机质、土壤密度及有效磷）的动态变化及改善。      

堆肥中不同氮素原位固定剂的综合比较研究

为综合比较磷酸+氧化镁(PMO)、过磷酸钙(SP)和磷酸(PA)等3种氮素原位固定剂在堆肥化过程中对氮素损失控制、温室气体排放、堆肥品质以及成本的差异,进而选择合适的氮素原位固定剂,试验以猪粪和玉米秸秆为原料,采用强制通风模式(通风率均为0.25 L·kg~(-1)DW·min-1),在60 L发酵罐中进行模拟堆肥。结果表明,PMO处理能降低55.4%的NH3排放,但对N2O和CH4排放无显著影响;PMO堆肥产品充分腐熟,最终产品的晶体中鸟粪石相对含量达到78.3%。SP处理能降低37.5%的NH3和76.4%的CH4排放,对N2O无显著影响;氮素主要以氨氮形式固定。SP处理的成本最低,计算固定营养元素的价值后可实现利润4.0元·t-1。PA的NH3挥发率最低,仅为初始总氮的12.4%,但因氨氮积累导致堆肥未能彻底腐熟。鸟粪石沉淀技术是控制堆肥化过程中氮素损失的重要技术,在未来的研究中应当寻找磷酸的替代材料,以降低该技术的成本。     

典型畜禽粪便配伍食用菌菌渣堆肥研究

研究3种典型畜禽粪便工厂化高温好氧堆肥过程中物理化学参数的动态变化规律,为典型禽畜粪便和食用菌菌渣废弃物有机肥料化提供理论依据。本研究分别以新鲜牛粪、猪粪和鸡粪配以2倍质量(DW)的食用菌菌渣进行堆肥试验,研究堆肥过程中温度、pH值、铵态氮、硝态氮和发芽指数等理化指标的动态变化规律。结果表明:堆肥过程中牛粪、鸡粪和猪粪处理在55℃以上的持续时间均超过15天,堆体温度均超过70℃。堆肥结束时,猪粪、鸡粪、牛粪处理的pH值分别为pH 7.59、7.81、7.48,符合腐熟堆肥pH 5.5~8.5的一般标准,种子发芽指数(GI)均大于80%,总养分(N+P_2O_5+K_2O)分别为4.31%、5.01%、4.57%,只有鸡粪处理满足有机肥养分标准(NY 525—2012)。堆肥过程中各处理铵态氮含量逐渐下降,硝态氮含量逐渐增加,至堆肥结束时牛粪、鸡粪和猪粪处理铵态氮的减少量分别为45.6%、29.2%、33.9%,而相应地硝态氮含量分别增加到2.59、2.57、2.15 g/kg。本研究结果可为适度规模养殖场的畜禽粪便进行堆肥处理提供一定的理论依据。