生物炭和菌剂对羊粪微好氧堆肥腐熟度和温室气体排放的影响

为探究微好氧堆肥方式对羊粪堆肥腐熟度和温室气体排放的影响，该研究以纯羊粪为研究对象，设置对照（CK）、生物炭添加（BC）和VT菌剂添加处理（MC）3个处理，在60 L的敞口发酵罐中进行42 d的堆肥试验，堆肥前14 d微量间歇强制通风，后28 d停止强制通风。结果表明：羊粪微好氧堆肥均能满足种子发芽指数（Germination Index，GI）≥70%、pH值不小于8等腐熟标准，与CK相比，BC和MC处理分别提高27.8%和38.8%的GI，并延长堆肥高温期至10 d以上，满足堆肥无害化和腐熟标准。NH3、CH4和N2O排放集中在前14 d，排放速率主要受温度、腐熟度等理化性质影响，且添加外源功能材料可不同程度减少气体排放量，其中添加生物炭使NH3、CH4和N2O排放量分别减少38.68%、14.26%和31.54%，总温室效应降低31.11%；菌剂添加降低18.41%的NH3排放，增加21.10%的N2O排放，总温室效应增加20.70%。因此，在羊粪微好氧过程，生物炭作为调理剂可促进堆肥腐熟，减少堆肥过程温室气体排放，加速有机质矿化和腐殖化，增加堆肥产品养分含量，为羊粪轻简化堆肥提供数据支撑。     

不同添加剂对厨余垃圾堆肥NH3和H2S排放的影响

近年来中国的城镇化率越来越高,生活垃圾产量也随之剧增,作为生活垃圾中的宝贵资源,厨余垃圾的堆肥化处理得到广泛关注。为了减少厨余垃圾在堆肥化利用过程中的臭气排放,该研究以纯厨余垃圾堆肥作为CK1,以添加15%玉米秸秆的厨余垃圾堆肥CK2,并在CK2的基础上选择吸附剂（活性炭+沸石,膨润土）、表面活性剂（β-环糊精,鼠李糖脂）、堆肥菌剂（城市固体垃圾专用菌（SUKAZYE-MW）,酵母菌）这3类材料作为添加剂,每种添加剂设置3个不同的添加量,以NH3和H2S作为监测物质,在实验室内使用广口瓶进行模拟堆肥,研究了不同添加量的各种添加剂对厨余垃圾堆肥过程中臭气减排效果的影响。研究结果表明,添加秸秆后可以减少NH3排放7%～23%,减少H2S排放38%～50%;在CK2的基础上添加2%的活性炭+沸石氨气控制效果最佳,与对照处理相比可分别使NH3的排放量再减少84%和79%,但2种吸附材料对H2S减排效果不佳;2种表面活性剂对NH3的减排效果均不明显,但添加1%的β-环糊精可以在CK2的基础上使H2S排放减少35%;与CK2相比添加0.4%的城市固体垃圾专用菌可以使NH3减排72%、H2S减排33%。该研究结果为厨余垃圾堆肥过程中臭气减排材料的选择提供了参考。     

二氧化锰对微好氧堆肥腐熟、温室气体及臭气排放的影响

为探究锰矿物添加对微好氧堆肥过程腐熟、温室气体和臭气排放的影响,以由厨余垃圾、水稻秸秆、羊粪和尾菜组成的多元混合物料堆肥为研究对象,共设3个处理,采用间歇通风方式,将通风速率为0.14 L/（kg·min）设置为好氧堆肥对照（CK）,速率为0.06 L/（kg·min）为微好氧处理（T1）,添加二氧化锰（MnO₂）的微好氧处理为T2。结果表明：多元废弃物好氧或微好氧堆肥在堆制70 d后均能腐熟,但T2处理腐熟度显著高于T1。微好氧处理T1、T2减少了26.47%～30.29%的NH₃和33.19%～38.60%的N₂O的排放,总温室效应减少了29.26%～31.38%。臭气的排放集中在前14 d,T1、T2处理的H₂S和VOCs的释放量显著增加了320.35%～501.04%和39.82%～53.63%。因此,微好氧堆肥可达到减排目的,但却加剧臭气的排放;MnO₂可提高促进堆肥腐熟,降低温室气体和臭气的排放。     

秸秆对厨余垃圾堆肥臭气和渗滤液减排的影响

厨余垃圾单独堆肥会产生大量渗滤液及臭气物质,严重影响环境质量。该试验以玉米秸秆作为添加材料,按质量比（湿基）为1∶3添加到厨余垃圾中进行堆肥试验,并以厨余垃圾单独堆肥为对照,对比分析了2个堆肥处理的腐熟度变化、主要臭气物质及渗滤液的排放规律。研究结果表明：从温度、pH值、电导率（EC）、固相C/N和发芽率指数（GI）来看,添加秸秆的堆肥处理其腐熟度明显优于厨余垃圾单独堆肥处理,且添加秸秆后,可有效稀释厨余垃圾堆肥产品的盐分含量;2个堆肥处理的臭气物质浓度分析表明：添加秸秆的厨余堆肥处理NH3的平均排放浓度比厨余垃圾单独堆肥提高了3.3%,而甲硫醚、硫化氢和甲硫醇的平均排放浓度分别降低了62.3%,67.9%和49.6%;厨余垃圾单独堆肥过程中渗滤液的产生量占堆肥原料质量的32.6%（湿基）,添加秸秆的处理在堆肥过程中不产生渗滤液。因此,玉米秸秆在提高厨余垃圾堆肥腐熟度、控制渗滤液和臭气物质排放方面具有显著的促进作用。     

膨松剂对厨余垃圾堆肥CH4、N2O和NH3排放的影响

厨余垃圾有别于混合生活垃圾,具有高有机质含量和高含水率等特点,单独堆肥会产生大量CH4、N2O、NH3和渗滤液,为减少厨余垃圾堆肥过程污染物的排放,该文以居民小区产生的经大类粗分后的厨余垃圾为研究对象,以菌糠为膨松剂,设置15%、25%、35% 3个添加质量比（湿基）的堆肥处理,以纯厨余垃圾单独堆肥为对照处理,研究菌糠作为膨松剂对厨余垃圾堆肥过程中CH4、N2O、NH3和渗滤液排放的影响及其最佳添加比例。结果表明,堆肥过程中,添加菌糠可以完全避免厨余垃圾堆肥过程中渗滤液的产生;堆肥结束时,添加15%和25%菌糠的处理堆肥达到腐熟标准,但添加35%的菌糠使堆肥高温期缩短,不利于有机质分解;与对照处理相比,添加15%、25%和35%比例的菌糠均可以减少堆肥过程中CH4和NH3的累计排放量,且减排量与添加比例正相关,但只有添加15%菌糠的堆肥处理明显降低了N2O的排放量;添加质量比为15%和25%菌糠的堆肥处理,CH4和N2O排放总量比厨余垃圾单独堆肥分别减少45.8%、19.6%,而添加质量比为35%的菌糠使CH4和N2O排放总量为厨余垃圾单独堆肥的1.14倍（每t物料,干基）。综上,菌糠作为食用菌种植废弃物,可用作厨余垃圾堆肥膨松剂,在适宜的添加比例条件下,能够在避免堆肥过程中渗滤液产生的同时,减少CH4、N2O和NH3的排放量。研究结果可为厨余垃圾堆肥过程温室气体减排、氮素损失控制和工艺改进提供理论依据和试验基础。     

过磷酸钙和双氰胺联用减少污泥堆肥温室气体及NH3排放

为研究添加剂过磷酸钙和硝化抑制剂双氰胺联用对脱水污泥高温好氧堆肥氨气和温室气体减排的影响效果,该文以脱水污泥和玉米秸秆为原材料,设置4个堆肥处理分别为:不添加任何添加剂作为对照(CK),只添加3.5%(湿基)过磷酸钙为SP3.5,在添加0.1%双氰胺基础上分别加入3.5%(湿基)过磷酸钙(SD3.5)和5.0%(湿基)过磷酸钙(SD5.0)控制材料,在60 L发酵罐中进行为期34 d好氧高温堆肥试验,监测堆肥过程中的温室气体、氨气排放速率及堆体总有机碳和总氮损失率。结果表明:添加过磷酸钙及硝化抑制剂双氰胺可以促进堆肥腐熟和提高堆肥品质,同时降低堆肥过程中的总氮损失、NH_3排放以及显著减少污泥堆肥总温室气体排放。2种添加剂联合使用使SD3.5和SD5.0处理氮素损失相比于CK处理减少10.92%和13.08%,总温室气体排放量比对照减少65.6%和74.8%。该研究可为污泥堆肥添加剂的选择以及污染气体的减排控制提供参考。     

添加微生物菌剂对牛粪高温堆肥腐熟的影响

通过向堆肥中添加微生物菌剂和腐熟堆肥研究了其对堆肥腐熟速度的影响。结果表明,添加菌剂和腐熟堆肥在堆制初期均能促进堆体快速升温,较对照提前1～4d到达高温阶段（>50℃）,且菌剂添加量越大,升温越快;与对照相比,添加600mg·kg^-1菌剂和50g·kg^-1腐熟堆肥使高温期（>50℃）延长了3～4d。堆制29d后,添加600 mg·kg^-1菌剂和50 g·kg^-1腐熟堆肥的处理均较好腐熟,种子发芽指数分别为92.1%和84.4%,其他处理则未达到腐熟。这表明向堆肥中接入一定量的菌剂和腐熟堆肥均可加快堆肥腐熟,缩短堆肥周期。     

固氮添加剂降低厨余垃圾堆肥中NH3和H2S排放

为了降低厨余垃圾堆肥过程中 NH3和 H2S 恶臭气体的排放,该研究通过向堆肥物料中添加H3PO4+Mg(OH)2、Ca(H2PO4)2、FeCl3和β环糊精4种不同的氮素控制材料,同时以不添加控制材料的处理作为对照,研究控制材料添加对NH3和H2S排放的影响。结果表明控制材料的添加降低了堆肥体系的pH值,明显降低了堆肥物料的损失率;从电导率（electric conductivity）和发芽率指数（germination index）来看,5个处理的堆肥产品均达到腐熟的要求;4种控制材料的添加均不同程度减少了NH3和H2S的排放,但是减排机理不尽相同。总体来看FeCl3对NH3和H2S的控制效果最好,与对照相比,NH3和H2S的累积排放量分别降低了64.2%和52.0%。该研究结果为厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质控制材料的筛选提供参考。     

厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣中试共堆肥系统效果评估

为解决厨余垃圾等有机废弃物处理难的问题，该研究以厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣为主要原料，通过控制通风方式和菌种类型在堆肥成套设备内开展中试好氧堆肥，选取温度、含水率、碳氮比（C/N）、总养分、有机质含量、种子发芽指数和卫生学特性等指标评估共堆肥系统的技术可行性和经济可行性。结果表明：选择间歇式通风方式并按质量分数1‰投加复配菌剂，堆肥在65 ℃以上高温持续7 d；经10 d发酵，物料含水率和C/N分别从63.5%和31.5降至30.1%和9.6；堆肥产物的总养分（9.8%，质量分数，下同）和有机质含量（43%）均远高于NY/T 525-2021农业行业标准（总养分≥4%，有机质含量≥30%）；堆肥产物腐熟度和卫生学特性状况良好，种子发芽指数达88.3%，粪大肠菌群数<3 个/g，产物中未发现蛔虫卵。该共堆肥系统的废物平均处置成本低至（248.67±19.89）元/t。研究结果可为实现厨余垃圾、绿化废弃物和茶叶渣的低成本、规模化处理，有效解决厨余等有机废弃物环境污染问题提供参考依据。     

蚯蚓辅助堆肥处理蔬菜废弃物及其温室气体减排效果

蚯蚓辅助堆肥是近年兴起的处理有机废物的有效方法,为探明蚯蚓辅助堆肥法处理蔬菜废弃物的效果及其温室气体排放规律,该文以牛粪和新鲜番茄秧作为原料,在蚯蚓养殖场分别设置蚯蚓辅助堆肥和常规堆肥处理,对比研究了腐熟度指标变化和温室气体排放规律。结果表明:蚯蚓辅助堆肥堆垛温度较低,达不到无害化温度标准(50～55℃以上持续5～7d),但可满足蚯蚓生存需求,蚯蚓生物量在堆肥前期(0～10d)较低,为14.6×103～20.8×103条/m3,其后随着堆体温度的降低逐渐增长,至堆肥结束时达到90.2×103条/m3。综合pH值、电导率(EC)、碳氮比(C/N)、发芽率指数(GI)等腐熟度指标分析,蚯蚓辅助堆肥处理的腐熟度优于常规堆肥处理,并提前达到腐熟,堆肥周期缩短;蚯蚓辅助堆肥氮素损失较常规堆肥减少30.8%,CH4、NH3和N2O排放比常规堆肥分别减少12.8%、17.4%和46.1%,温室气体总量减排35.9%,因此蚯蚓辅助堆肥可有效降低堆肥过程中的氮素损失和温室气体排放量。研究结果可为有机固体废弃物循环利用和温室气体减排控制提供参考。     

添加不同辅料对污泥堆肥腐熟度及气体排放的影响

选择玉米秸秆和木本泥炭两种辅料添加至脱水污泥中进行联合好氧堆肥,研究了秸秆和木本泥炭作为添加剂对污泥堆肥腐熟度和堆肥过程中气体排放(NH_3、CH_4和N_2O)的影响。两种辅料添加量均为初始物料的15%,堆肥在60 L的密闭反应器中共持续35 d。研究结果表明,秸秆作为添加剂与污泥联合堆肥,堆肥产品可以达到卫生标准和腐熟标准。添加秸秆处理整个堆肥过程中累积NH_3、CH_4和N_2O排放量分别为2.2、0.14和0.09 g/kg,NH_3和CH_4排放主要发生在堆肥的升温期和高温期,N_2O排放主要发生在堆肥的后腐熟阶段。添加木本泥炭作为添加剂不能成功启动堆肥,整个堆置过程中未检测到NH_3和CH_4排放,但是在堆肥前期有大量N_2O产生。对于添加秸秆的处理,CH_4、N_2O和NH_3对总温室气体排放的贡献率分别为45%,36%和19%,CH_4所占比重最高。     

低碳氮比条件下猪粪堆肥氨气和温室气体排放

针对养殖场粪便产生量大、外加碳源物质成本高,堆肥需要添加大量的碳源物质,并且猪粪堆肥实际生产过程中氨气(NH_3)和温室气体(GHG)排放数据缺乏的问题,开展了低碳氮比(C/N)条件下的猪粪堆肥试验。试验采用箱式堆肥法,使用Innova 1312对氨气(NH_3)、氧化亚氮(N_2O)、甲烷(CH_4)和二氧化碳(CO_2)气体进行24h在线连续监测。结果表明:堆肥箱体内日平均温度超过50℃的持续天数均超过10d,满足国家相关标准的无害化要求;经过31d的好氧发酵,每千克初始原料鲜重的NH_3、N_2O、CH_4和CO_2的累计排放分别为2.27、0.07、0.24、135.72g,NH_3的排放主要集中在堆肥第1周和翻堆后10d,分别占总排放的31.09%和36.15%,GHG排放主要集中在第4周,占总排放的30.9%;在不考虑CO_2时,N_2O是GHG的主要贡献气体,贡献率为72.02%。堆肥过程中物料气体(NH_3、N_2O、CH_4和CO_2)累计排放量均与p H值呈现良好的正相关(P0.01)、与含水率和C/N呈现良好的负相关(P0.01)。建议对猪粪堆肥过程中NH_3的控制应集中在堆肥第1周和翻堆后,GHG减排应重点关注堆肥后期N_2O的排放。     

长期定位双季稻田施用生物炭的温室气体减排生命周期评估

该文评估了双季稻田施用生物炭的温室气体排放和固碳及经济效益。采用生命周期（life cycle assessment,LCA）方法核算了生物炭原料收集与运输、生物炭生产、运输和撒播以及避免秸秆燃烧等过程中的温室气体排放和土壤碳储量;采用静态箱-气相色谱法监测了不同生物炭施入量在4 a 8个生育期的稻田CH4和N2O排放量;计算了不同生物炭施入量处理的净温室气体排放量和减排百分比。水稻生长季温室气体排放结果显示,CK处理（不添加生物炭）、BC1处理（5 t/hm2）、BC2处理（10 t/hm2）、BC3处理（20 t/hm2）的4 a田间温室气体排放总量分别为19.5、15.6、16.1、12.4 t/hm2,BC1、BC2和BC3处理相对CK处理的总减排百分比分别为19.70%、17.46%和36.40%。综合生物炭全生命周期各阶段温室气体排放,CK、BC1、BC2和BC3处理的4 a总净排放量分别为19.5、20.3、10.9、4.2 t/hm2,BC1处理的4a净排放相对CK处理增加4.3%,BC2和BC3处理的4 a净排放相对CK处理分别减少了44.0%、78.6%。3个生物炭用量中,生物炭施用量越低,经济效益越好。稻田施用生物炭能够降低其温室气体排放;全生命周期评估结果表明中量和高量生物炭能够起到减排效果,高量生物炭减排效果最好;经济效益分析结果表明随着生物炭施用量增加,经济效益降低。     

牛粪堆肥方式对温室气体和氨气排放的影响

为明确堆肥过程中温室气体和氨气排放规律以及产生的总温室效应,在云南省大理州开展堆肥试验,并以奶牛粪便为试验材料,研究了农民堆肥(FC)、覆盖堆肥(CC)、覆盖-翻堆堆肥(CTC)和覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)4种堆肥方式对温室气体和氨气排放的影响。结果表明:覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)可提高堆肥腐熟度,有效降低CH4和N_2O排放,但并没降低CO2和NH_3排放;与农民堆肥(FC)相比,覆盖堆肥(CC)的CH4排放量增加了48.7%,而N2_O和NH3排放量与农民堆肥(FC)基本一致;覆盖-翻堆堆肥(CTC)虽然提高了腐熟度,但CH_4、CO_2和NH_3排放量较大;堆肥结束时,4个处理的总温室效应分别为25.6、32.9、38.1及18.0 kg/t;温度与CH_4、CO_2、N_2O和NH_3排放速率均极显著相关,pH值显著影响N_2O和NH_3的排放。因此,覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)不仅能够满足堆肥产品的腐熟度要求,而且能够减少总温室效应,再加上其操作简便,能够在生产中推广应用。     

不同C/N比对双孢蘑菇培养料发酵过程温室气体排放的影响

针对双孢蘑菇培养料发酵过程中物质能量转化效率低、CO_2和CH_4等温室气体排放量大等问题,采用自制强制通风发酵箱装置研究了不同碳氮比对培养料发酵过程中温室气体排放和碳氮物质转化的影响。结果表明:发酵过程中温室气体的排放主要以CO_2为主,CH_4、N_2O和NH_3的排放量较少,并且CO_2、N_2O和NH_3的累积排放量均随C/N比的增加而降低。C/N分别为28,33,38,43处理以温室气体形式损失的碳分别为46.16,37.44,33.04,31.76 g/kg,损失的氮分别为4.72,3.49,1.76,1.65 mg/kg。C/N为33的处理更适合微生物活性,有机物降解率高于其它处理。到发酵结束时,C/N分别为28,33,38,43处理的碳物质损失分别为36.55%,45.5%,37.22%,32.71%,氮物质损失分别为5.41%,13.84%,7.59%,16.33%;但随发酵的进行,全氮相对含量因有机物降解而浓缩,呈现增加趋势。综合考虑温室气体排放和培养料发酵质量两个方面的因素,在实际生产过程中可适当提高C/N比,采用C/N为33:1~38:1的培养料配方,在不影响发酵质量的同时可减少温室气体排放量。另外,由于温室气体的排放主要集中在高温期,高温期越长,排放的温室气体越多,因此在发酵过程中应加强管理,及时翻堆,以控制发酵温度和温室气体排放。     

太湖地区不同水旱轮作方式下稻季甲烷和氧化亚氮排放研究

为准确编制我国稻田温室气体排放清单及制定合理减排措施提供基础数据,选择太湖地区典型水稻种植区江苏省苏州市,研究设计了休闲水稻(对照,CK)、紫云英水稻(T1)、黑麦草水稻(T2)、小麦水稻(T3)和油菜水稻(T4)5种水旱轮作方式,采用静态箱气相色谱法,开展了不同水旱轮作方式下水稻生长季田间甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放监测试验。试验结果表明:不同水旱轮作方式下水稻生长季CH4排放通量呈先升高后降低的变化趋势,CH4排放峰值出现在水稻生育前期,移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量占全生育期排放总量的比例为65%~81%,而N2O仅在水稻烤田期间有明显排放。水旱轮作方式对稻季CH4和N2O排放有极显著(P 0.01)影响,CH4季节总排放量表现为T1(283.2 kg.hm 2)CK(139.5 kg.hm 2)T3(123.4kg.hm 2)T4(114.7 kg.hm 2)T2(100.8 kg.hm 2),N2O季节总排放量顺序为T1 T4 T3 T2 CK,依次为1.06kg.hm 2、0.87 kg.hm 2、0.81 kg.hm 2、0.72 kg.hm 2和0.53 kg.hm 2。T1处理稻季排放CH4和N2O产生的增温潜势最高[7 396 kg(CO2).hm 2],显著(P 0.05)高于其他处理,比CK[3 646 kg(CO2).hm 2]增加103%,T2[2 735kg(CO2).hm 2]较CK减少25%(P 0.05)。紫云英水稻轮作方式增加了太湖地区水稻生长季的温室效应。     

不同C N比堆肥碳素物质变化规律研究

针对堆肥化过程中常伴有少量CH4等温室气体排放造成环境污染等问题,采用密闭堆肥化装置,进行了不同碳氮比和通气条件下,堆肥过程中的气体释放规律、影响因子及其对堆肥理化性质的影响研究。结果表明,C/N=25、30堆肥处理的有机物降解率高于低碳氮比处理;全氮含量随着有机物的降解而浓缩,随着堆肥的进行而不断提高,到堆肥结束时,C/N=15、20、25和30处理的全氮含量分别为23.5、24、27.8 g.kg-1和28.4 g.kg-1;堆肥过程中,C/N=15、20、25和30的堆肥处理CH4累积排放为0.67、0.95、2.25g.kg-1和1.80 g.kg-1,损失比例占初始碳物质的0.39%、0.5%、1.24%和0.92%,并且CH4气体的排放主要集中在高温前期,高温期越长,排放的温室气体越多。高温期适当增大通气量,对于控制堆肥温度和减少温室气体生成有双重作用。