有机废弃物堆肥过程重金属钝化研究进展

随着规模化养殖业的迅速发展,由于各种含重金属元素的饲料添加剂的使用,导致大量的Cu、Zn、Pb、Cd等重金属随畜禽粪便排放到环境中。堆肥是畜禽粪便等废弃物资源化利用的主要方式之一,研究表明,随着堆肥腐殖化进程,畜禽粪便中重金属可被钝化,生物有效性降低。基于堆肥过程中重金属含量及其形态变化、重金属钝化机理以及添加不同种类钝化剂对重金属钝化效果影响等方面,深入分析了该领域的研究现状和存在问题,并提出了今后研究的重点。堆肥过程中重金属浓度普遍升高,而重金属经过物理吸附、络合钝化、微生物强化等钝化机制,逐步从不稳定态向稳定态转化,但堆肥过程中钝化机理尚不完全清楚,今后应进一步加强钝化材料对畜禽粪便堆肥过程中重金属的钝化机理研究,并开展复合型高效重金属钝化剂的研发。     

堆肥工艺钝化粪肥中重金属及其形态变化的研究进展

随着我国规模化养殖业迅猛发展,集约化养殖场产生的粪肥对农田土壤造成了巨大的环境压力,其中,饲料中的重金属元素是环境压力的重要来源之一。堆肥钝化粪便中的重金属是有效的处理措施,通过在堆肥中添加无机、有机和生物钝化剂可以固定重金属并降低其生物有效性。目前研究涉及的钝化材料及其钝化机理有待深入探究,而堆肥施用于土壤后重金属的迁移转化过程及其与土壤的交互影响仍不十分明晰。本文通过分析重金属在粪肥中赋存状态、堆肥过程中的形态转变和钝化剂的钝化机制,探讨了粪肥钝化重金属在土壤中的转化机制。     

不同畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属Pb Cd Cu Zn的变化特征及其影响因素分析

畜禽粪便中的重金属含量及其生物有效性是限制其农业利用的重要因素.采用好气模拟培养方法对6种畜禽粪便好氧堆肥过程中Pb、Cd、Cu、Zn的总量以及生物有效性动态变化进行研究探讨,并分析了影响重金属生物有效性的因素.结果表明,根据现有的国际以及我国农用污泥农用标准,某些粪便中存在着Cd、Cu、Zn含量超标,由于饲料受重金属污染的不同,造成不同畜禽粪便中不同的重金属含量差异性较大.堆肥过程中,由于挥发性物质的挥发作用,4种重金属含量均呈现增加现象,尤其是在0～14 d的堆肥中增加量最高;而生物有效性重金属占其全量重金属的比例呈现先增加而后下降的趋势,除仔猪粪外,堆肥均能降低重金属生物有效性部分的比例,这将有利于降低其农业利用的风险.温度和水溶性碳对堆肥过程中4种重金属的生物有效性部分重金属相对含量的变化有着显著的影响.     

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.     

好氧高温猪粪堆肥重金属(Cr、Cd、Pb)钝化剂及其添加比例研究

采用连续提取法研究猪粪好氧堆肥处理中重金属浓度和形态的变化以及不同添加比例的重金属钝化剂对其浓度和形态的影响。结果表明：经过堆肥处理后,重金属Cr、Cd和Pb的浓度普遍升高;堆肥处理能促进重金属Cr、Cd和Pb的形态向活性降低的方向转化,因此堆肥处理可以降低重金属的生物有效性。在3种重金属钝化剂及不同添加比例处理中,重金属Cd、Pb和Cr的最佳钝化剂及添加比例分别为2．5％沸石、7．5％膨润土和7．5％沸石;其对堆肥可交换态重金属Cd、Pb和Cr的钝化效果分别为87．8％、17．8％和45．2％。     

畜禽粪便重金属污染现状及生物钝化研究进展

随着畜禽养殖业的迅速发展,畜禽粪便重金属污染已成为全世界关注的环境问题。重金属会被农作物富集并通过食物链危害人类健康,堆肥是畜禽粪便无害化资源化利用的主要方式,研究表明,堆肥可以降低畜禽粪便重金属的生物有效性,使其向有机结合态和残渣态转变。基于对物理化学钝化的研究现状和存在问题的比较分析,重点介绍了生物钝化重金属的机制,其主要是通过微生物的细胞外、细胞表面和细胞内的吸附钝化机制使重金属向生物有效性低的形态转变。综合分析认为,生物钝化应加强耐重金属菌株的筛选及钝化机理研究,并与物理化学钝化相结合。     

基于发明专利的重金属钝化技术的文献计量分析

降低环境基质中重金属含量及其生物有效性,使重金属从活性较高的形态向活性较低的形态转化,是当前中国农牧业生产及资源利用中亟待解决的一个关键问题。专利文献是技术信息最有效的载体,本文以国家专利局公开的95项重金属钝化专利为依据,对钝化技术发明专利开展了文献计量分析。重金属钝化技术的专利申请数量呈持续增长趋势,并于2014年之后进入快速增长阶段。该技术主要应用领域有土壤、城市污泥和畜禽粪便3种,多数研究属于盆栽试验或批次堆肥实验。无机钝化材料主要通过化学反应和调节土壤中的pH来降低重金属在土壤中的有效浓度;有机钝化技术通过与重金属经化学作用形成不溶性金属-有机复合物,来增加土壤阳离子交换量,以降低重金属的水溶态及可交换态组分,进而降低其生物有效性和可迁移性;而微生物的钝化修复作用还与氧化还原环境有关。不同钝化剂对不同重金属的钝化效果不同,且不同钝化剂优化组合对重金属形态也具有很大影响,在实践中大面积应用面临着较大的困难。借助于材料科学,对高效吸附剂的筛选和分离技术仍需进一步研究和完善。     

我国畜禽粪便重金属污染现状及其钝化措施研究进展

我国畜禽养殖业呈现出集约化经营的特点,畜禽粪便制备的有机肥中仍存在较严重的重金属超标问题,导致土壤环境中重金属逐年累积,农产品品质急剧下降。回顾了我国畜禽粪便重金属污染的现状,总结分析了近年来畜禽粪便重金属污染采取的钝化措施,重点针对堆肥过程中钝化剂的种类及钝化效果进行了总结概括,据此对该领域的未来研究趋势及重点发展方向作了概括性展望。综合分析认为,钝化剂的研发应关注成本低廉、废弃资源再利用的材料。以畜禽粪便为原料的有机肥的土地利用需开展长期定位试验,以进一步追溯重金属在土壤中的变化。     

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。     

畜禽粪便中残留四环素类抗生素和重金属的污染特征及其控制

兽用抗生素和微量重金属作为饲料添加剂广泛用于畜禽养殖业,但超量使用是导致畜禽粪便中高浓度抗生素和重金属残留的根本原因。随着我国畜禽养殖业的规模化发展,畜禽粪便中残留的四环素类抗生素和重金属（铜、锌、砷）及其复合污染对生态环境和人类健康构成了巨大的潜在威胁。针对这种状况,总结了我国四环素类抗生素（包括四环素、土霉素和金霉素）和微量重金属元素（铜、锌、砷）在畜禽粪便中的残留量及其区域分布特征,并概述了这两类物质在畜禽粪便生物处理过程（堆肥和厌氧消化）中的转化、降解及其影响。畜禽粪便中残留的抗生素和重金属可导致环境中出现耐药菌与抗性基因,是环境与健康领域的又一重大挑战,其影响不容忽视。     

畜禽粪污重金属污染的现状与防治

我国畜禽养殖的规模化程度不断提高,养殖总量不断增加,由此带来的养殖污染问题也日益凸显, 规模化养殖场产生的大量粪便和污水带来的环境压力越来越大,其中尤以重金属污染较为严重。饲养环境污染 及生产过程中添加含有重金属的饲料添加剂是造成畜禽粪便重金属超标的主要原因。由于重金属难以迁移和降 解且容易富集,对土壤生态环境造成极大影响。而且金属元素可随食物链进入人体危害健康,因此加强治理畜 禽粪污重金属污染势在必行。通过阐述畜禽粪污重金属污染的现状、危害及现今可使用的治理方案,找出存在 的问题,提出有效的措施,能更好做到预防与治理相结合,为今后粪污重金属污染的治理提供参考。     

Resource utilization of agricultural solid waste

正China, one of the world's largest agricultural countries, inevitably generates a massive amount of agricultural solid waste(ASW) every year. As it is estimated, China annually produced 3.8 billion, 900 million and 200 million tons of livestock and poultry manure, crop straw, and agricultural product processing waste,     

高温堆肥对畜禽粪中抗生素降解和重金属钝化的作用

 【目的】规模化养殖畜禽粪中含有多种抗生素药残和重金属元素，其对畜禽粪在农业中利用的影响已引起广泛的重视。通过试验研究探索对畜禽粪中抗生素降解和重金属钝化的技术途径。【方法】利用高温堆肥方法，比较不同堆肥处理对畜禽粪中四环素类抗生素TTC（四环素）、OTC（土霉素）和CTC（金霉素）的降解特点以及对重金属Cu、Zn、Cr、As元素水溶态的影响。【结果】不同堆肥处理的TTC、OTC、CTC均以P+S处理、C+S处理去除效果最好；添加专门选择的BM菌剂可以促进四环素类抗生素的降解，添加BM菌剂处理对TTC、OTC、CTC的降解去除效果好于P+S＋TCs处理和C+S＋TCs处理。所有处理对OTC降解去除效果较差，C+S＋OTC处理去除率最低为40.23%。所有堆肥处理降解去除率由大到小的顺序均为：TTC＞CTC＞OTC。添加风化煤堆肥处理对水溶态Cu、Zn、Cr、As的钝化效果显著地好于P+S和C+S处理。猪粪堆肥添加风化煤钝化剂处理的Cu、Zn、Cr、As元素水溶态含量,堆肥后比堆肥前分别减少了6.17%、6.40%、4.17%和1.83%。鸡粪堆肥添加风化煤钝化剂的处理，堆肥后比堆肥前分别减少了7.07%、5.69%、5.50%和2.07%。【结论】在不同堆制条件下，高温堆肥对四环素类抗生素具有不同程度的降解效果，外源添加有益降解菌剂有助于抗生素药物残留的去除；高温堆肥也可以降低重金属生物有效性，风化煤对畜禽粪堆肥中的水溶态重金属元素具有钝化作用。     

外源添加膨润土对猪粪腐解中重金属含量的动态影响研究

以猪粪为研究对象,采用高温好氧模拟堆腐试验,研究了外源添加剂膨润土对猪粪腐解过程中重金属含量的动态变化规律。研究结果表明：高温堆肥处理后,猪粪中重金属Cu、Zn离子含量普遍升高,表现出明显的＂相对浓缩效应＂。堆肥处理可以一定程度上降低猪粪中重金属Cu、Zn的生物有效性,使其形态向有效性低的方向转化。外源添加膨润土明显降低了猪粪中DTPA-Cu和DTPA-Zn的含量。其对堆肥可交换态重金属Cu和Zn的钝化效果分别为63.60%和44.01%。     

我国畜禽粪便重金属污染情况及其处理措施

随着畜禽规模化养殖,畜禽粪便中重金属含量逐年升高,农产品中出现重金属累积现 象。本文论述了畜禽粪便重金属污染特征及其治理建议。     

高温堆肥对鸡粪中氟喹诺酮类抗生素的去除

由于抗生素不能被完全吸收而大部分随禽畜粪便进入环境将严重威胁生态环境及人类健康,探讨了高温堆肥去除鸡粪中氟喹诺酮类(Fluoroquinolones,FQs)抗生素(诺氟沙星、环丙沙星、洛美沙星、恩诺沙星、沙拉沙星)的可行性以及接种外源耐高温菌对去除FQs的影响。结果表明:高温堆肥可去除鸡粪中48.4%~77.1%的FQs,且FQs的降解在堆肥初期(0~14 d)较快;堆肥中FQs的降解可用一级动力学方程进行拟合,降解速率与鸡粪中FQs的初始浓度正相关;接种外源耐高温菌种后FQs的去除率为60.3%~76.4%,比未接种时提高了3.3%~7.2%,且诺氟沙星和洛美沙星的去除率显著提高。鉴于高温堆肥未能实现畜禽粪便中残留FQs的高效去除(90%以上),因此还有待于堆肥过程和外源添加菌种的进一步优化研究。     

基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算

针对有机肥施用中,畜禽粪便中重金属造成农田土壤污染的问题,对重金属在养殖业-种植业生产系统中的流动过程进行分析,建立基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算模型,以黑龙江农垦和新疆生产建设兵团的养殖业-种植业生产系统为研究对象,计算获得相应的畜禽粪污农田承载力.结果表明:1)在水稻、玉米和大豆种植情况下...