畜禽粪便中重金属含量、形态及转化的研究进展

随着集约化、规模化养殖业的发展,畜禽粪便中重金属引发的环境污染问题日益严重。文章综述了畜禽粪便中重金属的来源、含量、形态及转化的研究进展,指出堆肥是当前畜禽粪便中重金属污染控制的有效手段,在堆肥过程中添加沸石、膨润土和风化煤等钝化剂,能够有效降低畜禽粪便中某些重金属元素的生物有效性,减少其对土壤环境和农产品污染的风险;在保持有效养分的条件下,研究不同钝化剂对畜禽粪便堆肥过程中重金属形态转化的影响以及不同处理对畜禽粪便中重金属生物有效性的影响,将是今后研究的重点。     

吴忠市畜禽粪便重金属残留累积特征与评价

随着我国畜禽养殖业的集约化发展,因中微量元素等外源添加剂大量使用而导致畜禽粪便中重金属残留问题日益严重。本文采用实地采样、检测评价的方法,对吴忠市不同畜种、不同规模养殖场畜禽粪便重金属残留累积特征进行分析与评价。结果表明,吴忠市畜禽粪便中重金属Pb、Cr、Cu、Zn、Cd和Hg平均含量分别为8.41 mg/kg、77.58 mg/kg、38.92 mg/kg、90.07 mg/kg、0.53 mg/kg、29.63μg/kg。奶牛粪便中Pb、Cu、Zn、Cd、Cr的残留量最高;肉牛粪便中Hg的残留量最高,奶牛粪便中最低。按照有机肥中重金属限量标准,奶牛粪便中Cr、Cu含量超标,超标率分别为6.67%和3.33%,以奶牛粪样本数12个为基数,超标率分别为16.6%和8.3%;其他畜种6项重金属指标均未超标,安全风险低。因此,应通过高温堆肥发酵、添加钝化剂、生物质炭等措施来降低吴忠市奶牛粪便重金属生物有效性。     

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。     

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。     

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。     

对万年县规模养猪场粪便重金属污染的思考

介绍了猪饲料、猪粪便重金属分布情况及猪粪便中重金属的形态,阐述了畜禽粪便重金属去除技术研究进展,针对万年县猪粪便重金属污染情况,提出猪粪处理建议,以期为当地规模养猪场粪便污染治理提供参考。     

畜禽粪便堆肥中抗生素和重金属残留及控制研究进展

规模化养殖畜禽类粪便中会含有多种抗生素类药物残留和重金属元素,对其在农业中的利用产生了负面影响,针对这种状况,总结了我国抗生素和微量重金属元素在畜禽粪便中的来源、残留及其复合污染特征,概述了这两类物质在畜禽粪便堆肥处理过程中的无害化处理技术,并对此提出了一些展望和建议。     

畜禽粪便堆肥中抗生素和重金属残留及控制研究进展

规模化养殖畜禽类粪便中会含有多种抗生素类药物残留和重金属元素,对其在农业中的利用产生了负面影响,针对这种状况,总结了我国抗生素和微量重金属元素在畜禽粪便中的来源、残留及其复合污染特征,概述了这两类物质在畜禽粪便堆肥处理过程中的无害化处理技术,并对此提出了一些展望和建议。     

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。     

陕西杨凌规模化养殖场饲料及粪便中养分和重金属含量分析

【目的】分析杨凌区规模化养殖场饲料及粪便中养分和重金属含量,为饲料添加剂及畜禽粪便安全利用提供参考。【方法】2014年7月在杨凌区19个不同规模的养殖场采集54个粪便样品和58个饲料样品,参照《土壤农化分析》对样品进行处理,并测定其氮磷钾和重金属含量。【结果】N、P、K和Zn、Ni、Cd、Cu、Pb在饲料中的含量分别为0.19%~5.64%,0.34%~15.63%,1.13%~3.64%和43.65~95.20,3.43~13.71,0.54~1.99,7.86~293.7,3.55~15.84mg/kg;在粪便中的含量分别为0.71%~3.56%,0.43%~7.42%,1.20%~8.93%和0.12~157.7,0.57~14.88,0.15~2.25,2.67~319.3,0.85~18.87mg/kg;粪便中EC为1.09~8.21mS/cm,pH为6.34~10.85。饲料和粪便中重金属元素含量的分布规律均呈现ZnCuPbNiCd趋势。畜禽粪便中重金属含量和饲料中重金属含量呈正相关关系,饲料是粪便中重金属的主要来源。根据《饲料卫生标准》(GB 13078-2001),本研究中饲料Cd含量全部超标,饲料Pb含量部分超标。畜禽粪便中氮磷钾含量基本均高于不同地区的同类家畜粪便,并以钾含量偏高较为显著。与不同年份或地区猪饲料相比较,Zn、Ni、Cd和Cu含量偏低,Pb含量略有偏高。【结论】杨凌区畜禽养殖中饲料添加剂应用相对较为合理,生产饲料和监督管理水平较为严格,畜禽粪便的安全利用潜力较高。     

浙江省畜禽粪源有机肥质量安全风险与控制对策

收集浙江省历年商品有机肥、农家堆肥和畜禽粪便样品1 000余份,通过样品基本理化性质、养分含量、重金属含量、抗生素残留浓度和盐分含量检测分析等,探讨浙江省畜禽粪源有机肥质量状况和潜在风险。结果表明:参照现行的NY 525—2012有机肥料标准,2014—2016年市场抽检的浙江省商品有机肥料平均合格率为72.5%,合格率呈逐年上升趋势,其中,重金属超标是产品不合格的主要原因。在调查的样本中,重金属As、Cd、Pb、Cr、Hg均有发现超标,其中,猪粪源有机肥的重金属超标率高于其他粪源有机肥。畜禽粪便重金属残留是成品有机肥中重金属污染的主要来源。四环素类、氟喹诺酮类和磺胺类抗生素在商品有机肥料样本中均有检出,最高的检出质量浓度可达71.0 mg·kg^-1。此外,作为有机肥原料的畜禽粪便中高盐现象普遍,盐分含量可高达26.1 g·kg^-1。分析认为,相关行业标准不配套、现行标准执行不严格、部分饲料添加物质达不到相关标准要求、有机肥加工辅料和成品添加物杂乱等是导致有机肥使用安全风险的主要原因。由此提出以饲料添加剂的科学、规范使用和有机肥发酵工艺与成品质量的严格管控为主要内容的畜禽粪源有机肥施用安全风险控制对策建议。     

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...     

我国部分城市畜禽粪便中重金属含量及形态分布

通过对部分城市集约化养殖场的畜禽粪便取样调查,分析了其中重金属含量状况及其形态分布。结果表明,畜禽粪便中重金属Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr、Pb和Hg含量分布差异较大,其平均值分别为377.5、1 610.4、0.72、7.79、9.77、22.51、6.31 mg·kg-1和0.06mg·kg-1。不同类型畜禽粪便比较,猪粪中Cu、Zn、Cd、As含量显著高于鸡粪、鸭粪和牛粪,而鸡粪中Cr含量则高于猪粪和牛粪。参照国家农用污泥污染物控制标准,猪粪中Cu、Zn的超标率分别达59.84%和95.08%,As超标率为3.28%,而Cd、Ni、Cr、Pb和Hg的含量则均低于控制标准。根据畜禽粪便安全使用准则中在蔬菜地使用限量标准,猪粪中Zn、Cu、As超标率分别为78.69%、74.59%和9.84%,鸡粪、鸭粪中Zn、Cu、As含量也存在超标现象。对乳猪粪、育肥猪粪和种猪粪的重金属含量和形态分析发现:乳猪粪中Cu和Zn含量高于育肥猪粪,而种猪粪则较低;育肥猪粪中As含量高于乳猪粪和种猪粪;种猪粪的Cd含量高于乳猪粪和育肥猪粪。猪粪中Cu、As水溶态含量分别占总量的30.47%和12.19%,EDTA提取态Cu、Zn含量分别占总量的35.96%和48.93%,猪粪中Cu、Zn、As较高的活性会在一定程度上增加其向环境中流失的风险。     

宁夏养鸡场粪污及周边土壤重金属和细菌群落特征研究

为了解宁夏蛋鸡养殖场粪污和周边土壤中重金属及细菌群落状况,在宁夏最大的蛋鸡养殖区采集了不同养殖期新鲜鸡粪和相关土壤样品,测定了7种重金属含量和细菌群落组成及多样性。结果表明:该地区鸡粪中Cu、Cd、Cr、Pb、Hg和As含量低于全国平均值26.83%～93.23%,而Zn含量高于全国平均值28.74%,与德国有机肥料中重金属限量标准相比Zn超标6.94%。随着养殖期的推移,鸡粪中Cu、Cd、As含量均先减少后增加;育雏期Cu、Zn、Cd、Hg含量在全养殖期都相对最高,育成期鸡粪Cu、Zn、Cr、Pb和As含量均最低。鸡粪重金属综合污染指数除育成期属于安全水平外,其他4个时期均属于警戒限水平;高产期鸡粪重金属综合污染指数最高。养殖场周边土壤和施用了鸡粪的土壤Cu、Zn含量均高于对照土壤;各土壤重金属综合污染指数均处于安全水平。鸡粪中优势菌门是Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes。土壤中相对丰度较高的是Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Acidobacteria和Planctomycetes。施用鸡粪后土壤细菌在门水平上数量发生变化,但并不显著。在鸡粪基本理化性质中,pH和全钾对细菌群落多样性和优势菌门有显著的促进作用,重金属中Zn的影响较大。土壤基本理化性质中有机质对土壤细菌优势菌门丰度影响最大,重金属中Cu和Zn对细菌多样性和优势菌门普遍具有显著影响。     

畜禽有机肥中营养成分及重金属含量的分析研究

本文对小规模养殖场畜禽粪便堆肥熟化后的营养成分及重金属含量进行研究，对比不同时间熟化、不同畜禽种类的有机肥中营养成分及重金属含量差异，试验表明：畜禽有机肥堆肥发酵后半年与1年营养成分并无明显差异。以畜禽粪便堆肥熟化1年的有机肥为例，总氮含量为0.67-4.23%、全磷含量为4.77-11.16g/kg、全钾含量为4.79-31.60g/kg、全硫含量为0.096-0.421%、水分含量为12.60-22.88%；总铅含量为1.79-6.16mg/kg、总镉含量为0.12-0.26mg/kg、总铬含量为1.08-4.65mg/kg、总砷含量为0.63-0.67mg/kg、总汞含量为0.011-0.032mg/kg，试验采集68个样品，总铅、总镉、总铬、总砷、总汞都有检出，按照农业行业标准《有机肥料》（NY 525-2012）要求，重金属匀未超标。由于畜禽有机肥种类多、营养成分含量不一，可相互搭配或加入适量化肥配合施用，不但能使资源化利用，还能更合理提高农产品的产量及品质。     

Changes in speciation,mobility and bioavailability of Cd,Cr and As during the transformation process of pig manure by black soldier fly larvae(Hermetia illucens)

The black soldier fly larvae(BSFL)(Hermetia illucens) are a good candidate for poultry and livestock manure treatment. The harvested insect bodies and feces can be used as animal feed and organic fertilizer. However, heavy metals have a negative impact on the transformation process of the manure by BSFL. Here we evaluated the effects of Cd, Cr and As in pig manure on the growth of BSFL, as well as the mobility and changes in speciation of the metals during the transformation process. The results showed that As significantly reduced the weight of BSFL, but Cr and Cd had no significant effects on BSFL growth. The bioaccumulation factors(BAFs) at various concentrations of Cd(2.8–3.7) were significantly higher than those of Cr(0.44–0.62) and As(0.43–0.45). The heavy metals in pig manure were mainly transferred to BSFL feces, and the distribution percentages of Cd, Cr and As in the BSFL feces were 52.6–62.0%, 90.3–94.2% and 93.0–93.3%, respectively. Cd concentrations in BSFL feces were significantly lower than those in the pig manure, while there were no significant differences in the concentrations of Cr and As between BSFL feces and pig manure(except for the treatment with the addition of 150 mg Cr kg~(–1)). The metal speciation(weak acid soluble, reducible, oxidizable and residual fractions) in BSFL feces obviously changed when compared with pig manure. In BSFL feces, the reducible proportion of Cr decreased while the oxidizable proportion increased. Cd mainly existed in the weak acid soluble and reducible states in pig manure and BSFL feces. For As, the proportions of weak acid soluble and reducible states decreased in BSFL feces. After the BSFL transformation process, the bioavailable fraction of Cr decreased by 17.3–23.1%, but those of Cd and As did not change significantly, except for As in the CK group. These findings contribute to our understanding of the roles of BSFL during the biotransformation process of livestock manure as well as the safe utilization of transformed products.