畜禽粪便好氧堆肥研究进展

近年来,由于规模化、集约化畜禽养殖业的迅猛发展,及缺少安全有效的处置措施,畜禽粪便正逐渐成为新的环境污染源.为保护环境,促进农业和农村的持续发展,现代学者从生态学观点分析,认为畜禽粪便的最佳利用途径仍是作为有机肥还田.但传统畜禽粪便还田方式,如直接还田、就地发酵还田等,已不能适应现代农业发展要求,即产业化、商品化处置畜禽粪便.     

畜禽粪便好氧堆肥处理技术探讨

随着我国农业生产水平的不断提升,畜牧业中所产生的畜禽粪便越来越多,畜禽粪便处理也越来越难。当前,许多养殖场有大量废弃的畜禽粪便未被妥善处理,已经成为农业及土壤的污染源之一。分析了我国畜禽粪便的利用现状以及处理技术,并对高温好养堆肥技术进行了改进分析。     

畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例

超高温好氧堆肥是高效、绿色的有机固体废弃物资源化技术,为了弥补超高温好氧堆肥在大规模工程性处理研究中的不足,通过对规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例（处理量300 t·d^-1）的分析,阐述了超高温好氧堆肥在工程应用中的原理、工艺选择、运行参数以及经济效益。槽式及条垛式规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥的最高温度可超过80℃,20~30 d完成堆肥。堆肥结束后,含水率和有机质分别保持在44%和35%左右,EC值为2.9 mS·cm^-1,水溶性有机碳和水溶性总氮的含量分别保持在3.0mg·kg^-1和0.9 mg·kg^-1。此外,腐熟料经过二次加工,可制备为功能性有机肥料。超高温好氧堆肥投资成本小、产品价值高,具有更高的经济效益。目前,已形成的可复制的畜禽粪便循环利用新模式,可为农林残余、生活垃圾、厨房残余等其他有机固废的规模化超高温好氧堆肥处置提供参考。     

畜禽粪便堆肥过程中有机肥腐熟研究

通过分析外界条件与内部结构变化对畜禽粪便堆肥过程中有机肥腐熟进行研究。分别以牛粪、鸡粪和猪粪为畜禽粪便堆肥的原料开始堆肥试验,分析了温度、含水量、氧气含量对畜禽粪便堆肥腐熟度的影响,同时分析畜禽粪便堆肥过程微生物数量变化情况。结果表明,鸡粪堆肥最佳温度大约为70℃,最佳含水量为48.6%,最佳含氧量为56 kPa;牛粪堆肥最佳温度大约为78℃,最佳含水量为59.8%,最佳含氧量为89 kPa;猪粪堆肥最佳温度大约为69℃,最佳含水量为50.0%,最佳含氧量为45 kPa;猪粪中存在大量耐高温的放线菌;牛粪的真菌数高于其他2种畜禽粪便的真菌数,牛粪中具有更多的耐高温真菌,可以在高温中存活,来降解纤维素。3种畜禽粪便堆肥的温度与细菌、真菌、放线菌均为正相关。     

畜禽粪便有机肥中重金属在不同农田土壤中生物有效性动态变化

通过石灰性和酸性土壤施用鸡粪和猪粪并预培养不同时间,采用生物盆栽试验方法研究了不同畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性差异及其随培养时间的动态变化。试验结果表明,石灰性和酸性土壤上施用鸡粪和猪粪后6个月内,鸡粪和猪粪中Cu、Zn、Cd的生物有效性显著低于等量重金属无机盐或与之相当。鸡粪中Pb的生物有效性也显著低于等量Pb无机盐,猪粪中Pb的生物有效性前5个月显著低于等量Pb无机盐,6个月时则显著高于等量Pb无机盐。2种土壤施用鸡粪和猪粪后的不同时间段,畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb的生物有效性也存在显著性差异;在施用后6个月内呈现先下降后上升的规律,施用后2个月时生物有效性最低,为等量相应重金属无机盐的3.4%~47%。     

畜禽粪便高温好氧堆肥的NH3挥发及其调控

综述有关畜禽粪便高温好氧堆肥NH3挥发的影响因素及其调控措施方面的研究进展,提出改良堆肥生产工艺参数、优化并综合运用物理、化学以及微生物等保N调控措施是今后的研究重点和发展方向。     

好氧堆肥去除畜禽粪便病原体的研究进展

近年来,非洲猪瘟、甲型H1N1流感、禽流感和新冠肺炎等疫情频发,其中甲型H1N1流感和禽流感等人畜共患病的病原体引发的疫情传播逐渐受到固体废弃物处理利用领域的关注。携带大量病原体的畜禽粪便若不能合理循环利用,会对人体健康和生态安全造成威胁。高温好氧堆肥是一种处理固体废弃物的常用方法,堆肥过程的高温阶段能够有效降低病原体数量,但仍有部分堆肥产品因病原体残留而存在安全风险。本文综述了堆肥过程对病原体的去除效果及其影响因素,探讨了堆肥产品中病原体残留的可能原因和存在的风险,并基于此提出了可以提高堆肥病原体去除效果的工艺优化方向,这将最大程度降低堆肥产品的安全风险,确保畜禽粪便堆肥产品的安全高效使用。     

畜禽粪便堆肥过程中防止氨气挥发损失的途径

论述了家畜粪便堆肥过程中防止氨气挥发和减少N素损失的途径,指出了生物除臭法是消除臭气和减少N素损失的最佳方式。     

堆肥腐殖质的形成和变化及其对重金属有效性的影响

重金属污染物是限制城市污泥及畜禽粪便土地利用的重要因素,如何有效降低其中重金属的生物有效性成为研究的热点.根据有关文献资料概述了堆肥过程中腐殖质的形成、组成和结构的变化,论述了腐殖质和重金属相互作用的机理以及腐殖质对重金属有效性影响的因素.指出选择合适的堆肥原料和控制适当的堆肥条件,促使堆肥产品中腐殖质的形成并提高腐殖质组分向着稳定态和不溶态转化,可以作为利用堆肥降低有机固体废弃物中重金属污染风险的手段.     

畜禽粪便高温堆肥过程中氨挥发的机理及控制

总结了畜禽粪便高温堆肥过程中氮素损失的机理和主要影响因素,介绍了国内外抑制氮素损失常用的方法。     

猪粪堆制过程中铅、镉、铜、锌的变化

对猪粪在高温好氧堆制过程中铅、镉、铜、锌全量以及相对含量随时间的变化进行了深入研究.结果表明:猪粪中铅、镉、铜、锌总浓度随着堆腐时间的延长呈不断增加趋势;铅、镉、铜、锌的相对含量呈现先增加后下降的趋势;堆腐温度和pH是影响DTPA-Pb、Cd、Cu和Zn的相对含量变化的主要因素.     

不同钝化剂对猪粪菌渣堆肥中Cu、Zn钝化的影响

为探究不同重金属钝化剂对猪粪堆肥中Cu、Zn的钝化效果,以猪粪和菌渣作为堆肥原料,通过添加5%的重金属钝化剂(沸石、膨润土和海泡石)进行28 d的堆肥。结果表明,各处理组在堆肥高温期维持天数及白菜种子的发芽指数均达到无害化要求,沸石、膨润土、海泡石3种钝化剂的添加使堆肥温度升高,减少堆肥期间水分的损失;堆肥后各处理组呈微碱性;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性;各处理组中交换态Cu和Zn的分配率均有所降低,其中,海泡石对对猪粪堆肥中交换态Cu的钝化效果最好,膨润土对猪粪堆肥中交换态Zn的钝化效果最好。     

重金属Cu Pb Zn Cr Cd在土壤中的形态分布和转化

采用室外小区隔离实验方法,研究了外源可溶性重金属进入水稻土土壤(乌栅土)后的形态分布及其形态随时间的转化。结果表明,外源可溶性重金属进入土壤后迅速向各个形态转化,可溶态重金属的浓度进入土壤后迅速下降;交换态和碳酸盐态重金属浓度先微弱上升,然后迅速下降;铁锰氧化态重金属浓度先上升,在烤田期达到最大值,然后迅速下降,成熟期时又微弱上升;有机态重金属浓度不断上升;残渣态重金属变化不大。     

重金属Cd Cu Zn在小麦中富集特征的实验研究

通过大田试验研究了6个不同浓度Cd、Cu、Zn复合污染下小麦的富集特征。结果表明，随着小麦生长时间推移，各试验区小麦根中Cu的含量增加，Cd的含量是一个先上升、后下降、再上升的过程，而Zn的含量基本上都是随小麦的生长而降低；茎叶中Cd的含量总体而言随小麦的生长而降低，在成熟期有所回升，Cu的含量随小麦生长而升高，到了成熟期小麦茎叶中的含量有较大程度的降低：Zn的含量与生长时间成反比；成熟期的小麦植株中Cd在小麦植株不同部位的含量为根〉叶片〉茎〉颖壳〉果实，Cu的分布规律为根〉籽实〉茎〉叶片〉颖壳，Zn的分布规律为根〉籽实〉颖壳〉叶片〉茎，且向地面部分迁移的Zn的量较多。与无公害食品标准相比．成熟期小麦籽实中Cd的含量均超过标准，而Cu和Zn的含量都未超过标准。     

不同钝化剂对猪粪堆肥中重金属的钝化效果研究

采用添加了沸石、钙镁磷肥和煤灰3种物质作为钝化剂的猪粪堆肥栽培小白菜,测定小白菜的重金属含量、产量及全N、全P、全K的含量。结果显示,添加钝化剂能显著降低堆肥中可被吸收的重金属含量,其中以添加2.5%沸石+2.5%粉煤灰处理的钝化效果最佳;钝化剂对小白菜的产量及全N、全P、全K含量的影响不显著。     

好氧堆肥中amoA硝化细菌群落动态变化

为减少堆肥氮素损失,优化堆肥工艺,以牛粪和玉米秸秆为材料进行高温好氧堆肥,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和产物序列分析法,研究了堆肥不同阶段amoA硝化细菌群落结构组成和多样性的动态变化及与堆肥理化因子的相关性。结果表明:经高温期amoA硝化细菌类群发生明显演替,降温期检测到前期不存在的硝化类群,属于β-变形菌纲(β-Proteobacteria)中的亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)。堆肥过程始终存在的优势菌群属于β-变形菌(β-Proteobacteria)中的亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和不可培养细菌(Uncultured bacteria)。堆肥不同时期amoA硝化细菌多样性指数发生变化,升温至高温期减小,降温期增大,腐熟期减小。冗余分析(RDA)结果表明,铵态氮含量和温度与amoA硝化细菌群落结构组成显著相关(P0.05),是影响其动态变化的关键理化因子。     

不同肥料对栽参土壤中Cr、Cu、Pb和Zn全量及有效态的影响

为了解施肥对农田栽参土壤重金属的影响,利用ICP-0ES方法对多功能微生物制剂基肥(A)、多功能微生物制剂激活后作基肥(B)、多功能微生物制剂激活后花期施入(C)、鹿粪(D)、EM菌肥(E)、猪粪(F)和对照(ck)7个施肥处理土壤中Cr、Cu、Pb和Zn含量进行了测定。结果表明：随鹿粪和猪粪施入量增加,土壤中重金属C...     

苹果渣添加量对猪粪好氧堆肥锌和铜形态的影响

[目的]研究猪粪好氧堆肥中添加剂对锌和铜形态的影响。[方法]以猪粪和秸秆为原料,以果渣为添加剂,设置添加果渣比例为0％、5％、10％和20％。[结果]研究中的果渣添加处理均能达到堆肥腐熟要求,结束时各处理EC变化范围为1．5～2．7mS／cm,发芽指数均超过0．7。在果渣添加量中,5％处理堆肥总锌和总铜增加为最高,达到35．7％和73．5％。在堆肥前后,Sposito形态分析表明,添加果渣10％处理,锌和铜的交换态和吸附态含量增加最高,分别达到1．8％和2．2％。添加果渣,残渣态锌比例小于对照,残渣态铜比例与对照相近。[结论]添加果渣能够促使锌和铜从有效性低的形态向有效性高的形态转化。     

贵阳郊区菜地土壤重金属Zn、Cd、Pb、Cu污染及潜在生态危害评价

【目的】探明贵阳郊区菜地土壤重金属污染状况及其潜在的生态危害。【方法】选取贵阳市花溪区为研究区域,采集研究区域土壤样本50个,运用潜在生态危害指数法对土壤中测定的Zn、Cd、Pb、Cu等元素含量进行污染及潜在生态危害评价。【结果】结果表明:1贵阳郊区菜地土壤重金属污染程度大部分属于清洁Ⅰ和低污染Ⅱ,基本上不会通过蔬菜等食物链影响人体健康;从区域看,黔陶乡污染程度最低,而燕楼乡的污染程度相对最高;从单一元素看,Pb污染程度最低,而Zn污染程度相对最高。2贵阳郊区菜地土壤重金属潜在生态危害指数(Eir/RI)处于相对安全范围内,大部分处于轻微生态危害Ⅰ;从单个元素的潜在生态危害指数(Eir)值看,Cd的潜在危害指数最大;从综合潜在生态危害指数(RI)值看,4个乡镇的综合潜在生态危害指数(RI)值都小于150,处于轻微生态危害Ⅰ,基本不会影响当地生态环境。【结论】贵阳郊区菜地土壤重金属Zn、Cd、Pb、Cu污染程度相对较低,潜在生态危害处于可控范围内,基本不会对当地的蔬菜种植和生态环境产生影响。     

重金属复合污染对灯心草的生态毒性效应及重金属积累特性的影响

以现行土壤环境质量标准为浓度设置依据并结合实际污染土壤,通过盆栽试验研究了Cu、Cd、Pb、Zn、As5种重金属复合污染对灯心草的联合生理毒性效应及各重金属在灯心草植株内的积累和分布情况。结果表明,5种重金属复合污染对灯心草地上部生长有一定程度的抑制作用,当污染达土壤环境质量二级标准上限值,灯心草地上部生物量减产9.15%,但地下部生物量减产趋势不明显,灯心草分蘖数、株高与地上部干重呈显著正相关。生长在矿毒水和铅锌尾矿污染土壤中的灯心草,地上部生物量分别减产28.23%和37.1%,但POD、SOD和CAT3种酶活性均高于对照。在Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染条件下,各重金属在灯心草茎叶和根系中的积累和分布存在差异,且与土壤中重金属含量间存在一定的相关性。应用综合生态环境效益法,以灯心草为指示植物,可以将土壤环境质量二级标准上限值设定为土壤中5种重金属的临界毒性效应值。