养猪舍不同发酵床垫料重金属Zn累积特征初探

为了研究养猪舍不同发酵床垫料及发酵床底部表层土壤中重金属Zn的累积特征与活性大小,以节约经济成本和适宜猪生长发育为前提选取3种发酵床垫料组合:FJ(40%稻壳+60%菌糠)、FD(40%稻壳+60%锯木屑)、FW(40%稻壳+60%酒糟),采用物质流分析(MFA)和潜在生态危害评价的方法进行研究。结果表明,一个在养猪周期过后,重金属Zn在垫料FD中累积量较大;而不同垫料对Zn活性大小的影响不同,FD中有效态Zn活性显著高于其他2种,所占比例高达25.01%,其次是FJ>FW(P<0.05);表层土壤中,有效态Zn活性高低差异不显著(P>0.05)。所选取的3种垫料中,尽管Zn在FJ中累积量最小,渗漏到土壤中的全量Zn与有效态活性与其他2种垫料无明显差异,然而其潜在生态风险最小,因此从控制Zn污染角度出发,该配比垫料优于FD与FW。经过潜在生态危害评价分析,3种垫料在养殖结束后其潜在生态危害均未超过轻微生态危害临界值(Ei r≤40),在不断补充垫料的前提下发酵床可以使用约10年。     

养猪舍不同发酵床重金属累积特征初探

以节约经济成本和适宜猪生长发育为前提选取3种发酵床垫料组合:40%稻壳+60%菌糠(FJ)、40%稻壳+60%锯木屑(FD)、40%稻壳+60%酒糟(FW),采用物质流分析的方法分析了在一个养猪周期内3种垫料Zn、Cu、As全量的累积过程;同时测定了不同垫料剖面层次中3种重金属的含量变化;并通过测定有效态Zn、Cu、As含量分析3种重金属在垫料和表层土壤中的活性;最后应用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法分析和评价该区域表层土壤的重金属污染指数和潜在生态危害。结果表明,经过一个养殖周期,Zn和Cu含量随垫料层次加深逐层递减,而As含量则随垫料层次加深逐层递增,尽管如此,绝大部分Zn、Cu、As仍作为库存累积在垫料中,只有极少部分通过淋溶作用渗漏到床底表层土壤中;不同垫料对3种重金属的吸纳效果、活性大小的影响均不同;经过生态危害评价分析,3种垫料在养猪结束后其Zn、Cu、As的潜在生态危害均未超过轻微生态危害临界值(RI≤150),为了最好地控制Cu、Zn、As污染并保留有机肥营养,建议发酵床使用年限为3年左右。     

发酵床养猪过程中垫料P素和K素物质流分析

选取3种垫料(40%稻壳+60%菌糠、40%稻壳+60%锯木屑、40%稻壳+60%酒糟)为研究对象,分别在育肥猪进栏前和出栏后对垫料和表层土壤进行采样分析,采用物质流分析的方法分析了一个养猪周期内3种垫料TP和TK的损失途径。结果表明:P素在发酵床养殖过程中主要的损失途径为猪采食与淋溶损失,总损失量分别为(FJ:40%稻壳+60%菌糠组合)15.69 kg、(FD:40%稻壳+60%锯木屑组合)16.61 kg、(FW:40%稻壳+60%酒糟组合)14.37 kg;而3种发酵床分别有(FJ)80.74 kg、(FD)52.48 kg、(FW)84.65 kg的总P库存在垫料中,75%~85%的P素会滞留在垫料中,损失率均超过14%。K素的主要损失途径也为猪采食与淋溶损失,总损失量分别为(FJ)45.95 kg、(FD)33.95 kg、(FW)63.95 kg;总库存的K素分别为(FJ)158 kg、(FD)107 kg、(FW)136 kg,68%~78%的K素会留存在垫料中,损失率均超过22%。养殖过后发酵床下部表层土壤会出现P素和K素累积现象,为了防止元素通过淋溶作用渗漏损失,建议发酵床垫料厚度要超过50 cm。     

养猪舍不同发酵床垫料碳素流向及二氧化碳与甲烷排放初探

为了探明发酵床养猪过程碳素流向及二氧化碳与甲烷排放特征,分别选取3种不同原料的发酵床:稻壳+锯木屑(FD)、稻壳+菌糠(FJ)、稻壳+酒糟(FW)作为研究对象,通过垫料采集和静态箱法收集气体,对一个养殖周期内的碳素变化和二氧化碳、甲烷排放量进行测定。结果表明,一个养殖周期结束后,3种发酵床二氧化碳与甲烷的排放总量占碳素总损失的比例分别为41.21%(FJ)、54.12%(FD)、48.27%(FW),是碳素转化的主要形式。3种垫料的二氧化碳排放特点呈现一定的相似性,均在养殖前期与后期各出现1个排放高峰期,后期排放量大于前期;其二氧化碳排放总量具有显著性差异,FD在整个养殖周期内二氧化碳排放量最大,其次是FJ。FJ与FW的甲烷排放特点与二氧化碳相似,均在养殖前期与后期出现两个排放高峰期且排放量大小相近,而FD的甲烷排放集中在前期,后期仅有微弱回升;3种发酵床的甲烷排放总量同样具有显著性差异,一个饲养周期内FW的甲烷排放总量最大,其次是FJ。通过相关性分析发现,3种发酵床二氧化碳与甲烷的排放呈负相关关系,初步表明发酵床存在甲烷氧化成二氧化碳的生物途径。     

猪发酵床不同垫料中As、Hg累积规律

为研究在发酵床养猪过程中不同组成垫料的As、Hg累积规律,本文以木屑、稻壳和秸秆为原料,配制成3种垫料处理,分别为木屑（S）、木屑+稻壳（SR）和木屑+稻壳+秸秆段（SRS）,在一年半的时间里,测定了4批育肥猪养殖结束时不同层次垫料中As、Hg含量,分析了长期使用后不同发酵床垫料中As、Hg累积情况,为发酵床废弃垫料的后续农用提供理论依据。结果表明,随着猪养殖批次的延长,3种处理及其不同层次垫料As、Hg含量均存在不同程度增加。4批猪养殖结束时,As累积量最大的是SRS处理的发酵床,为1921.7 mg·栏^-1,Hg累积量最大的也是SRS处理的发酵床,为21.1 mg·栏^-1。S、SR、SRS处理的As、Hg含量分别为2.921、2.190、2.621 mg·kg^-1和0.048、0.036、0.042 mg·kg^-1,均符合《农业行业标准有机肥料》（NY 525-2012）、《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T 332-2006）的标准限值。     

武汉市土壤重金属空间分布特征及污染评价

以武汉市主城区为研究区域,分析表层土壤中5种重金属(Pb、Zn、Cu、Cr和As)元素的含量水平及累积状况。采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法评价武汉市主城区表层土壤中重金属的污染程度及生态危害等级,同时运用ArcGIS空间插值并绘制出5种重金属元素的空间分布图。结果表明:研究区内Pb、Zn、Cu、Cr、As的平均含量均高于湖北省背景值,各元素的超标率分别为38.9%、62.2%、85.5%、83.3%、98.9%,As、Zn、Cu、Cr的累积较为明显;Zn变异系数最大,表现出强变异,Cu、Cr、As为弱变异,空间分布均一。单因子污染指数评价表明,各元素的污染指数有一定的差异,大小顺序为:Pb(0.12)Cu(0.45)Zn(0.55)Cr(0.59)As(0.77),表明As的污染较其他元素严重。内梅罗综合污染指数评价表明,主城区的综合污染指数(PN)为0.77,属轻度污染;各行政区的污染差异不大,PN的取值为0.64~0.84。潜在生态危害指数表明,各元素的单项生态因子(Eir)都小于40,每个区的综合生态危害指数(RI)均小于135,表明各行政区土壤中重金属的潜在生态危害都属于轻度生态危害。ArcGIS插值空间分析表明,Zn的分布差异最大,Cu、Cr、As的分布差异较小且比较均一,研究区的重金属污染以As、Zn为主。     

猪发酵床不同原料垫料重金属元素累积特性研究

2011年7月至10月,在江苏省农业科学院六合动物科学基地猪发酵床养殖场,选择两种不同垫料,一栋使用已饲养2批猪的木屑与稻壳并按比例添加部分木屑与稻壳为垫料,一栋以发酵猪粪、果树枝、菌糠及中药渣为主并配以少部分木屑为垫料,监测在育肥猪一个生长周期不同垫料内重金属Cu、Zn、As、Cr等的积累变化情况.结果表明,在一个养殖周期内,不同垫料内重金属元素As、Zn、Cr、Cu含量随时间增加而显著增加,Cu、Zn、Cr等元素在不同垫料内的积累差异显著;经过约一个养殖周期,发酵猪粪、果树枝、菌糠、中药渣垫料内As、Zn、Cu元素含量由浅层(0～20 cm)到深层(20～40、40～60 cm)呈降低趋势.以发酵猪粪为主的垫料内重金属元素含量均显著高于果树枝、菌糠、中药渣成分为主的垫料,其他材料为主的垫料对垫料内重金属元素积累影响则不明显.     

模拟猪舍发酵床垫料的筛选

为了探索能替代发酵床原料稻壳和锯末的新型垫料,比较分析不同垫料配比对发酵效果的影响,试验采集了兰州当地的土著微生物用作发酵床菌种,并设定了8种垫料配比组合,分别为:按稻壳和锯末质量比1∶1制作的常规垫料(CK)、70%常规垫料+30%玉米秸秆(A1)、50%常规垫料+50%玉米秸秆(A2)、30%常规垫料+70%玉米秸秆(A3)、70%常规垫料+30%玉米芯(B1)、50%常规垫料+50%玉米芯(B2)、30%常规垫料+70%玉米芯(B3)、40%常规垫料+30%玉米秸秆+30%玉米芯(AB).在摸拟发酵床条件下,通过测定垫料表面温度、25cm处温度、垫料表面湿度、氨气含量等指标,选择最佳垫料配比.结果表明:B3组垫料表面平均温度最高(15.9±0.56)℃,与A3、AB组差异不显著(P0.05),与其他组差异显著(P0.05);AB组垫料25cm处平均温度最高(32.3±2.97)℃,与A3、B3组差异不显著(P0.05),与其他组差异显著(P0.05);AB组垫料氨气平均含量(6.84±0.37)mg/m3均显著低于其他组(P0.05).综合评价,AB、B3、A33组发酵效果相对较好.     

不同养猪模式对土壤As累积的影响

通过对不同深度层次的发酵床垫料、垫料下土壤、发酵床外土壤和传统猪场外的土壤样品进行连续分析测定,比较了不同养殖模式下As的累积状况及对周边环境的影响情况。结果表明:发酵床垫料使用近1年后,As在0~20、20~40 cm垫料层中存在明显的累积,累积量分别达7.5、6.7 mg·kg-1,存在向垫料下层土壤迁移的风险,且As在垫料下土壤中浓度的增加量高于发酵床外同深度的土壤(P0.05);废弃垫料中As的浓度在11.5~12.0 mg·kg-1之间,符合我国有机肥料农业行业标准,可以适当处理后进行农用;发酵床养殖模式对周边土壤中As累积的影响低于传统养猪模式。     

煤矿城市表层土壤As和Cd空间分布与污染评价

以安徽省淮南市为研究对象,共采集99个土壤样品,分析土壤中As、Cd这2种重金属的含量,运用克里金插值法分析其空间分布情况,采用地累积指数法及潜在生态风险指数评价该地区重金属累积程度和生态危害程度,采用PMF5.0分析污染源。结果表明,该地区不同土地利用方式表层土壤中As、Cd超过淮南市土壤背景值的采样点占比分别为非矿区农田(As 0)、矿区农田(As 10.42%)、林地(As 12.50%)、城市土壤(As 15.38%)和城市土壤(Cd 7.69%)、非矿区农田(Cd 10.00%)、矿区农田(Cd 12.77%)、林地(Cd 31.25%);重金属As和Cd的污染区为凤台县矿区农田(煤矸石堆放点)、八公山林区和上窑林区;重金属地积累指数I_(geo)数据集中在0以下,属于无污染;As的潜在生态风险指数E■最大值<40,属于轻微污染。除八公山区的Cd的E■最大值>80,属于强污染外,其他部分属于轻度污染到中度污染。总的来说,淮南地区土壤重金属富集区域少,并没有因为采煤活动给土壤环境造成重大影响。     

发酵床养猪对土壤重金属含量的影响

重金属已成为影响土壤健康的限制因素,通过对发酵床垫料、垫料下土壤、发酵床外土壤和传统猪场的土壤样品进行连续定点测定,评价发酵床养殖方式对土壤环境中重金属含量的影响。结果表明,5个月的发酵床养殖,Cu、Zn、Cr、Pb在垫料层0～40 cm累积明显,分别增加了41.23、51.73、13.52 mg·kg-1和5.23 mg·kg-1,垫料下方土壤Cr增加14.30 mg·kg-1,累积量较Cu、Zn、Pb显著升高;传统猪场土壤中的Cu、Zn、Cr较发酵床养殖方式累积更明显,主要集中在20 cm以下的土壤中,分别达22.77、41.83、5.50 mg·kg-1;与传统养殖方式相比,发酵床养殖对周边土壤重金属污染较小。     

汉江上游铁矿尾矿库区土壤重金属污染分析

应用地累积指数法和生态危害指数法对汉江上游某铁矿尾矿库区周边土壤重金属污染特征和潜在生态环境污染风险进行了研究。结果表明尾矿库区土壤中重金属除Ti外均超出当地土壤背景值,以Cd超标最严重(超标12倍);形态分析表明Fe、Ti、As、Hg的主要存在形态是残渣态,Mn的可交换态和碳酸盐结合态所占比例最高(均值24.07%),Zn的易还原态所占比例最高(均值22.07%),Ni和Co的易氧化态所占比例最高(均值分别为28.99%、25.46%);地累积指数法评价表明尾矿库区土壤Hg和Cd达到中-强污染等级,As和Co属中度污染等级,Fe、Zn、Mn、Ni以无污染-中污染为主,其余金属无污染;生态危害指数法结果显示Cd和Hg的生态风险等级为极强,As生态风险等级为中等,其余元素生态风险等级为轻微,尾矿库采样区域整体处于很强的生态风险等级,尤其需要加强对Cd、Hg、As的污染防治。     

基于田块尺度的农田土壤重金属污染评价及来源解析

基于田块尺度采集农田表层土壤样品120件,采用绝对因子分析/多元线性回归（APCS-MLR）受体模型与地统计学分析对研究区域内As、Cd、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn这8种重金属污染空间分布特征及来源进行解析,利用地累积指数和潜在生态风险指数法评价土壤生态风险。研究结果表明：研究区表层土壤中8种重金属含量差异较大,As、Cd和Cr点位超标率分别为61.83%、90.83%和92.52%,土壤重金属Zn、Cu、Cr和Ni主要以残渣态存在（占比在80%以上）。土壤中Cd、Cr和Cu含量空间分布格局呈东南部较高、中部次之、西北部较低的趋势,而Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布格局与此相反。APCS-MLR模型表明研究区域土壤重金属As、Cr、Cu和Ni的来源以自然源为主,占比分别为39.34%、47.32%、44.53%和50.23%; Pb、Zn的来源以工业活动源和交通源为主,占比分别为31.93%、30.53%和23.36%、22.17%; Cd的农业活动源占比为53.63%。土壤pH与有效态As、Cd、Cu和Ni含量呈极显著负相关性（P<0.01）,土壤有机质与有效态As、Cd和Cr呈极显著负相关性（P<0.01）。地累积指数显示土壤Cr总体处于中、重度污染水平,其次是Cd;生态危害指数也表明Cr和Cd是主要生态危害元素,潜在生态危害系数变化范围分别为5.20~41.12和11.56~113.35。总体来看,研究区域Cr和Cd污染较为严重,存在潜在风险,应采取安全利用和修复等措施,降低其风险水平。     

生物发酵床垫料的筛选研究

发酵床养殖技术的核心在于发酵垫料的配比和管理。 为筛选获得生物发酵床最优垫料,替代传统原料 稻壳和锯末,进行了以土著微生物为菌种,稻壳、锯末、玉米秸秆、玉米芯不同添加比例为垫料的发酵床模拟试验。 按 照总重量相同原则,试验设 8个处理。 试验期 60 d,每 5 d对垫料发酵过程中温度、全氮、有机质进行测定并分析。 结 果表明院所有处理发酵最高温度均超过 35益,全氮、有机质含量均为降低趋势。 其中添加 30% 玉米秸秆+30% 玉米芯+ 40% 对照的 AB 处理发酵效果较好, 高温期和降温期的温度值均超过其他处理, 其全氮、 有机质含量分别下降了 44. 27% 尧19. 87% 遥 结合成本投入综合计算筛选出最优垫料为 AB 处理袁建议在西北地区发酵床养殖中推广利用遥     

菌渣垫料堆积发酵试验

以菌渣和稻壳为垫料,研究了菌渣和稻壳不同配比及垫料覆盖方式对发酵温度的影响。结果表明,菌渣和稻壳的配比为40∶60、50∶50、60∶40,第4天垫料最高发酵温度即达60℃;用麻布袋覆盖垫料可显著提高发酵温度（P〈0.01）。菌渣3种配比均可用于发酵床制作。养殖户可根据垫料原料价格及冬夏环境温度,适当调整垫料原料配比及覆盖方式。     

宁波市稻田土壤重金属污染状况及潜在生态风险分析

文章以宁波市稻田土壤为研究对象,分析测定Hg、As、Pb、Cd、Cr含量,并依据国家土壤环境质量标准与宁波市土壤背景值对土壤重金属污染状况及生态风险进行评价。结果表明,宁波市区域内稻田土壤存在不同程度的重金属累积,累积程度依次为PbCdCrAsHg。以GB15618-1995为标准(二级标准),对土壤环境进行现状评价后发现,Pb与As没有超过国家二级标准,但Hg、Cd与Cr均有一定比例的样点超过标准,超标率分别为14.3%、4.46%与1.49%,样品总体超标率为17.8%。Hacanson潜在生态风险评价表明,80.7%的样点无生态危害,18.3%样点属于一般生态危害,1.0%属于强生态危害;Hg、Cd存在潜在生态风险,而As、Pb、Cr没有潜在生态危害。研究区域内稻田土壤质量总体良好,Hg的高背景值是造成土壤超标的首要原因;鉴于大部分土壤为酸性或微酸性,还是应该关注个别区域的潜在生态风险问题。     

夜郎湖表层沉积物重金属分布特征及生态风险评估

为研究喀斯特地质背景下重金属在河流沉积物中积累和释放过程以及重金属污染的环境生态风险,以贵州省普定县夜郎湖表层沉积物为研究对象,分析其中Zn、As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量及形态分布特征,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对各重金属的污染水平及潜在生态风险进行评价。结果表明:夜郎湖表层沉积物中Zn、Pb、Cr、Ni、Cu、As和Cd的平均含量分别为141.75、83.76、54.97、38.60、36.61、9.47、1.50 mg·kg-1,除As和Cr外,其他重金属含量明显高于贵州省沉积物地球化学背景值;Cr、Ni、Cu和As以残渣态为主,所占比例分别为52.56%~80.21%、30.09%~70.43%、38.05%~80.77%和70.04%~94.89%,Pb、Zn易还原态比例相对较高,Cd的酸可交换态占10.93%~49.15%,易还原态占25.58%~62.49%,表现出很强的生物活性。从沉积物的空间分布来看,重金属活性高的地方绝对含量也高,且Cu与其他重金属含量均呈极显著相关关系,说明沉积物中重金属来源与网箱养鱼有很大关系。地累积指数法结果表明,该区域受Pb和Cd污染较为严重,部分可达到中度污染水平;潜在生态风险评估结果表明,Cd是最主要的生态风险因子,沉积物中Cd在地球化学高背景下,可能受到网箱养鱼废弃物沉积的影响。研究区基本处于轻度到中度潜在生态危害水平,喀斯特地区重金属Cd的地球化学高背景与污染叠加对水生生态系统具有潜在环境风险。     

山西省某焦化厂周边土壤中重金属污染评价及特征分析

为评估焦化厂表层土壤重金属污染的风险,以山西省某焦化厂为研究对象,分析了厂区周围13个点位土壤样品中7种重金属元素(Cd、Zn、Pb、Cu、As、Cr、Ni)含量。依据有关标准,利用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险评价指数法对土壤污染程度进行了评价。结果表明:研究区域土壤中各重金属含量均超出山西省土壤背景值,超标率为100%,研究区域表层土壤中存在重金属复合污染问题,且As、Cd和Cu污染比较严重。利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数进行风险分析,结果表明7种重金属危害程度大小为AsCuCdPbCrZnNi。13个采样点位中As为主要污染因子,As的单因子污染指数平均值为5.66,土壤污染程度为中重度污染,具有较高的风险性;潜在生态风险评价结果同样显示重金属Cd和As具有较强的潜在生态风险。该焦化厂应着重关注As、Cr和Cu三种重金属的后续修复问题,进一步采取措施以减少重金属污染带来的危害。     

呼伦贝尔露天煤矿堆土场外围牧场土壤的重金属污染评价

为露天煤矿矿区的土壤改良与修复提供依据,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法与Hakanson潜在生态指数法相结合对呼伦贝尔市东明露天煤矿堆土场外围东南侧牧场土壤Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg等7种重金属的含量特征、污染程度与潜在生态风险进行研究,同时运用相关分析及主成分分析探讨牧场土壤重金属的主要来源。结果表明:牧场土壤7种重金属含量与国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)二级标准相比均未超过规定限值,与内蒙古土壤重金属背景值相比,Zn和Pb的含量均超标,超标率为5.56%和83.33%。牧场土壤7种重金属的单项污染指数均1,土壤污染等级为清洁;综合污染指数0.7,土壤污染等级为安全。Cd的潜在生态危害系数平均值为53.04(40),呈中等生态危害程度,其他金属均为低生态危害程度;7种重金属综合潜在生态危害指数平均为86.43(90),呈轻微生态危害程度。主要贡献因子是Cd。Cu、Zn、Cd与Pb及As与Hg具有相同来源的可能性大,Cr具有单独的污染来源。     

菌渣发酵床对雏鸡生产性能的影响

以金针菇菌渣为原料,分析了菌渣的碳氮比、木质素、持水力等发酵指标,并用菌渣与锯末、稻壳等垫料原料制作发酵床饲养蛋雏鸡,研究菌渣发酵床对雏鸡生产性能的影响。结果表明：25%菌渣＋25%锯末＋50%稻壳发酵床垫料表面、垫料深10 cm、垫料深20 cm处的发酵温度都高于50%锯末＋50%稻壳发酵床。这两种发酵床对雏鸡生产性能的影响无显著差异,且菌渣能够降低发酵床垫料成本,从而可以部分代替锯末用于发酵床。