规模化养殖畜禽粪主要有害成分测定分析研究

随着我国规模化养殖业的快速发展,畜禽粪中重金属、兽药残留、盐分及有害菌等有害污染物的增加,构成影响农田土壤健康功能的限制因素,甚至带来生态环境风险。对我国7个省、市、自治区的典型规模化养殖畜禽粪的主要化学组成进行了测定。结果表明,规模化养殖畜禽粪中富含有机质、氮、磷、钾及钙、镁、铁、钠、锰、钴等矿质元素;砷、铜、锌、铬等重金属及盐分含量较高,55个猪粪、鸡粪样中,Cu、Zn、Cr、As含量变幅分别为10.7～1591mg/kg、71.3～8710.mg/kg、0～688.mg/kg、0.01～65.4.mg/kg。同时多有四环素类抗生素残留,32个猪粪样中,土霉素、四环素、金霉素平均含量分别为9.09.mg/kg、5.22.mg/kg、3.57.mg/kg;23个鸡粪样中,土霉素、四环素、金霉素平均含量分别为5.97.mg/kg2、.63.mg/kg1、.39.mg/kg。因此,规模化养殖畜禽粪对农田施用后存在潜在危害性,规模化养殖畜禽粪必须进行无害化处理,才能资源化利用。     

吉林省畜禽粪便自然堆放条件下粪便/土壤体系中Cu、Zn的分布规律

本文通过对不同养殖场鸡、猪、牛粪便自然堆放条件下粪便和土壤样品的采集和实验室分析,研究了吉林省部分养殖场不同类型畜禽粪便Cu、Zn含量,以及粪便自然堆放对土壤Cu、Zn含量的影响。结果表明,鸡粪、猪粪和牛粪中Cu的含量范围和均值分别为7.12～26.04mg·kg-（1风干样,下同）（均值18.24mg·kg-1）、87.99～463.7mg·kg-（1均值243.6mg·kg-1）、3.95～27.63mg·kg-（1均值12.28mg·kg-1）;Zn的含量范围和均值分别为179.2～340.8mg·kg-（1均值276.9mg·kg-1）、140.5～455.8mg·kg-（1均值381.8mg·kg-1）、150.5～292.3mg·kg-（1均值188.1mg·kg-1）。不同类型粪便中Cu、Zn含量均是猪粪〉鸡粪〉牛粪,但不论是哪种类型的畜禽粪便重金属含量均是Zn〉Cu。在自然堆放条件下,鸡粪和猪粪中的Cu可从粪便向底土迁移,迁移量随粪便中Cu含量的增加而增加,并主要积累在土壤表层,而牛粪在自然堆放过程中对底土的Cu含量影响不显著,粪底土Cu含量分布规律为猪粪底土〉鸡粪底土〉牛粪底土;鸡粪、猪粪和牛粪中的Zn也可向底土迁移,使粪底土Zn含量有不同程度的增加,但主要积累在粪底土的表层,且不同类型粪便底土Zn含量差异不明显。     

广州市兽用抗生素的环境残留研究

畜禽废物中的抗生素可造成土壤及水体的抗生素污染,利用高效液相色谱及高效液相色谱-串联质谱分析了广州市代表性养殖场畜禽废物、施用畜禽粪土壤和鱼塘水中尼卡巴嗪、喹乙醇、四环素类、磺胺类、喹诺酮类、氯霉素类抗生素的含量。结果发现：猪粪、鸡粪中抗生素含量最高的均为四环素类,分别为123.76、14.59 mg.kg-1;含量最低的均为氯霉素类,分别为2.35μg.kg-1、0.08 mg.kg-1;小猪猪粪中抗生素的含量明显高于大猪。鱼塘水中抗生素含量较高的是四环素（5.16μg.L-1）与磺胺对甲氧嘧啶（4.78μg.L-1）,土霉素在所有样点中均未被检出。施用禽畜粪土壤中四环素类、喹诺酮类含量较高,分别为70.40、49.77μg.kg-1;磺胺甲基嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲噁唑、甲砜霉素、氯霉素、喹乙醇均未被检出。粪样中的抗生素可导致土壤和水体的抗生素污染,TCs、QNs和NCZ可能对生态环境和人类健康安全的威胁更大。     

施肥方式对蔬菜地土壤中8种抗生素残留的影响

从浙江省杭州、嘉兴和绍兴等3个地级市采集了4种不同施肥方式下(分别为施用畜禽粪+化肥、商品有机肥+化肥、沼渣+化肥和单施化肥)的蔬菜地表层土壤样品44个,分析了4类8种抗生素(包括四环素类抗生素的土霉素、四环素和金霉素,喹诺酮类抗生素的恩诺沙星,磺胺类抗生素的磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑及大环内脂类抗生素的泰乐菌素)的残留情况,探讨了施肥方式对蔬菜地土壤中抗生素残留的影响。结果表明,蔬菜地土壤中抗生素的检出率和残留含量与施肥方式密切相关。8种检测的抗生素中土霉素的检出率和残留含量明显高于其他种类的抗生素,土霉素的平均含量占8种抗生素总量平均值的67.03%。抗生素的检出率和平均含量由高至低依次为:土霉素磺胺二甲嘧啶恩诺沙星四环素磺胺甲噁唑、泰乐菌素金霉素磺胺嘧啶;四环素类抗生素磺胺类抗生素。土壤中各类抗生素的检出率及含量均为施用畜禽粪的蔬菜地施用商品有机肥的蔬菜地施用沼渣的蔬菜地单施化肥的蔬菜地,施用畜禽粪的蔬菜地土壤中抗生素残留量明显高于其他蔬菜地。试验结果表明,畜禽粪是蔬菜地土壤抗生素的主要来源,商品有机肥和沼渣的施用对蔬菜地土壤中抗生素的残留也有一定的贡献。     

江苏省畜禽养殖场水环境中四环类抗生素污染研究

2009年在江苏省范围内采集27个规模化养殖场排水口和周围环境水体样品53个,用高效液相色谱-三重四极杆质谱对其中的土霉素（OTC）、金霉素（CTC）、四环素（TC）和强力霉素（DOX）等四环素类抗生素污染进行了检测。结果显示,土霉素、金霉素、四环素和强力霉素在水体样品中的检出率分别为60.4%、60.4%、34.0%和17.0%,污染量分别在0.07～72.91、0.10～10.34、0.08～3.67μg·L-1和0.11～39.54μg·L-1之间,检出率以土霉素和四环素最高;猪养殖场中土霉素、四环素和强力霉素的污染量比牛和鸡场的要高,牛场中金霉素和强力霉素的污染量明显低于鸡场;从区域上看,苏南地区受到的污染明显高于苏北。     

典型河源区畜禽粪便农田施用的环境承载力研究

畜禽粪便作为农业面源污染的主要来源之一,对农田土壤质量及河源区水质安全存在严重威胁.本研究选取东辽河源区东辽县畜禽粪便为研究对象,通过分析其重金属与典型抗生素与产生特征,阐明了畜禽粪便农田施用的环境承载力及应对措施.结果表明:畜禽粪便中重金属Cu、Zn含量最高,四环素类抗生素中金霉素残留最高,猪粪中含量高于鸡粪和牛粪....     

华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究

通过文献查阅和采样分析,建立华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属输入、输出数据库,分析不同重金属输入源所占比例;通过模型计算不同情景下土壤中不同重金属元素累积速率和累积速率的频率分布,分析土壤不同重金属的积累特征。结果表明,本轮作体系和条件下,Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr 6种重金属元素的主要输入源为畜禽粪便有机肥,其占总输入量的比例分别是:86.1%、83.8%、76.6%、72.5%、64.3%和46.3%;Hg、As的主要输入源为磷肥,其分别占总输入量的比例是52.6%和49.5%;大气沉降也是农田土壤中Hg的重要输入源之一。华北农田小麦-玉米轮作体系秸秆还田和地下水灌溉条件下土壤重金属元素累积速率的中位值分别为:Cd0.00238mg·kg-1·a-1,As 0.0298mg·kg-1·a-1,Hg 0.001 09 mg·kg-1·a-1,Pb 0.050 7mg·kg-1·a-1,Cr0.0502 mg·kg-1·a-1,Cu 0.110 mg·kg-1·a-1,Zn0.348mg·kg-1·a-1,Ni0.0393 mg·kg-1·a-1。根据我国土壤环境质量II级标准(GB 15618—1995),本体系和条件下土壤中Cd、Cr、Ni最易超标,在农田土壤重金属污染防治中应重点关注。     

基于质量平衡的污灌土壤中Cu和Zn的原位净化研究

对京津冀交界处污灌土壤进行实地调查,分期采集小麦、玉米、棉花和向日葵等作物及土壤样品进行分析测试,研究发现:研究区耕作层土壤中Cu和Zn含量具有明显的积累现象;棉花植株中Cu和Zn平均含量分别为6.09 mg kg-1、24.26mg kg-1,小麦籽粒中Cu和Zn平均含量分别为5.63 mg kg-12、7.20 mg kg-1,玉米籽粒中Cu和Zn平均含量分别为1.88 mg kg-1、43.38 mg kg-1,向日葵籽粒中Cu和Zn平均含量分别为27.80 mg kg-1、87.18 mg kg-1。向日葵籽粒中Cu和Zn含量超过国家食品卫生限量标准,不宜作为净化重金属的作物;棉花对土壤中Cu和Zn的输出量分别为123.38 g hm-2 a-14、91.27 g hm-2 a-1,对Cu和Zn具有较好的萃取效果,且为非食源性作物,可作为污灌土壤中Cu和Zn原位净化的物种。     

河北省集约化养殖场畜禽粪便中重金属含量及变化特征

通过对河北省全省区域典型集约化养殖场的主要畜禽粪便采样,分析测定畜禽粪便中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、As、Hg、Ni 8种重金属含量并进行数据分析,结果表明河北省集约化养殖场畜禽粪便中8种重金属的含量(中位值)均符合德国腐熟堆肥标准和中国有机肥料标准,但数据离散且呈偏态分布。按德国腐熟堆肥标准和中国有机肥(NY 525—2012)的标准,河北省畜禽粪便的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、Hg和As超标率分别为41.73%、50.39%、31.50%、5.51%、0.79%、7.87%、4.63%和12.60%。鸡粪重金属超标率顺序为ZnCrCuNiAsCdPbHg,其中,Cu、Zn、Cr超标率分别为22.22%、40.74%和33.33%。猪粪重金属超标率顺序为CuZnCrAsNi和Cd,其中,Cu、Zn、Cr和As超标率分别为80.43%、78.26%、30.43%和21.74%,Pb和Hg不超标。牛粪重金属超标率顺序为CrHgZn,其他重金属均不超标。按施用量15 t·hm~(-2)推算出猪粪、鸡粪和牛粪的最严格土壤安全施用年限分别为26、79年和207年。因此,施用集约化畜禽粪便有机肥带来的环境风险需要引起足够的重视。     

广州石化工业区周边农业土壤重金属污染现状与潜在生态风险评价

采集广州石化工业区周边包括菜地、果园和林地表层土壤(0~20 cm),分析土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量,利用污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染状况和潜在生态风险。结果表明,土壤Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的含量分别为158.6 mg kg-1(19.6~386.1 mg kg-1),33.6 mg kg-1(3.6~294.3 mg kg-1),67.1 mg kg-1(25.4~182.1 mg kg-1),0.22 mg kg-1(0.02~1.00 mg kg-1),0.61 mg kg-1(0.03~2.40 mg kg-1)和4.40 mg kg-1(0.01~15.50 mg kg-1)。参照中国土壤环境质量二级标准,土壤受到了不同程度的Hg、Zn、Cu和Cd的污染,其中Hg污染最为严重;土壤重金属元素的潜在生态危害性为Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>As,其中Hg和Cd是主要的生态风险的贡献因子。不同土地利用方式下土壤污染程度和潜在生态风险均为菜地>果园>林地。     

我国主要畜禽粪便养分含量及变化分析

取样并分析了我国20个省（市）主要畜禽粪便的养分含量。结果表明,畜禽粪便中养分含量变异很大,鸡粪和猪粪的氮（N）、磷（P2O5）、锌（Zn）、铜（Cu）含量明显高于牛粪和羊粪,而钾素（K2O）含量相当。鸡粪中N、P2O5、K2O、Zn、Cu平均含量分别为2．08％、3．53％、2．38％、306．6mg·kg^-1和78．2mg·kg^-1;猪粪中分别为2．28％、3．97％、2．09％、663．3mg·kg^-1和488．1mg·kg^-1;牛粪中分别为1．56％、1．49％、1．96％、138．6mg·kg^-1和48．5mg·kg^-1;羊粪中分别为1．31％、1.03％、2．40％、88．9mg·kg^-1、23．5mg·kg^-1。按照德国腐熟堆肥的标准,鸡粪中Zn、Cu的超标率分别为27．1％和15．3％;猪粪中Zn、Cu的超标率分别为62．5％和70．0％;牛粪中Zn、Cu的超标率分别为3．8％和9．6％;羊粪中Zn、Cu不超标。与上世纪90年代相比,鸡粪、猪粪、牛粪中P2O5的平均含量分别增加65．7％、93,7％和52．0％;鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪K2O的平均含量分别增加138．7％、54．8％、71．9％、50．9％;鸡粪和猪粪中Zn的平均含量分别增加92．1％和383．5％,猪粪含Cu量增加近12倍。畜禽粪便的电导率（EC）值主要集中在50～150mS·cm^-1,pH主要集中在7．0—8．0。这一研究为畜禽粪便的安全合理施用提供了参考。     

湖南4个典型工矿区大豆种植土壤Pb Cd Zn污染调查与评价

通过对湖南4个典型工矿区（郴州柿竹园矿区、郴州宝山矿区、衡阳水口山矿区、株洲清水塘工业区）大豆以及其种植土壤的采样调查,综合评价了4个工矿区大豆及其种植土壤重金属污染程度。结果显示：（1）4个工矿区21个采样点的大豆及其种植土壤已经受到了重金属污染。土壤中Pb、Cd、Zn的浓度范围分别为269.02～6450.35、3.04～23.93、104.22～381.91mg·kg-1,大豆籽粒中这3种重金属的浓度范围分别为4.69～20.05、0.81～5.48、24.87～190.48mg·kg-1,均已超过相应的标准。（2）21个采样点中大豆植株对Pb、Cd和Zn的生物富集系数大小依次为Cd〉Zn〉Pb,表明大豆植株对Cd富集能力大于Zn和Pb。（3）21个土壤样品中交换态Pb、Cd、Zn含量与大豆植株样品各部位中这3种重金属元素含量基本上存在着显著或极显著的正的线性关系。     

闽西南崩岗土壤重金属含量、分布、来源及生态风险

选取福建省长汀县黄泥坑崩岗群内2处典型崩岗及附近一无崩岗山坡(对照区),采样并测定了63份0~20 cm土壤样品Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、As、Cd含量,运用相关分析与主成分分析进行重金属来源辨识,并应用Hankanson潜在生态风险指数法,以福建省背景值和国家二级标准作为参比,对研究区重金属进行潜在生态风险评价。结果表明:研究区土壤重金属含量从高到低的顺序依次为Zn(105.56 mg·kg~(-1))Pb(67.21 mg·kg~(-1))As(61.47 mg·kg~(-1))Cu(22.33 mg·kg~(-1))Cr(17.12 mg·kg~(-1))Ni(5.24 mg·kg~(-1))Cd(0.80 mg·kg~(-1)),Pb、Cd含量表现为崩岗区对照区,Cu、Zn、Ni、Cr、As、Cd含量与之相反。1号崩岗Zn、Pb、As和Cd平均值分别是福建省背景值的1.12倍、2.82倍、8.68倍和13.33倍,2号崩岗这4种元素平均值分别是背景值的1.11倍、1.36倍、11.22倍和16.67倍,对照区该4种元素平均值分别是背景值的1.58倍、1.60倍、5.14倍和14.44倍;与国家土壤环境质量二级标准比较得出,崩岗区和对照区As平均值分别超标1.92倍和2.70倍,Cd平均值分别超标2.31倍和2.60倍。从集水坡面到沟道末端,崩岗区Pb、Zn、Cd含量呈增加趋势,Cu、Cr含量基本维持稳定,Ni含量有所降低;从坡面上部到下部,对照区Cu、Zn、Ni、Cr、Cd含量呈增加趋势,Pb含量略有降低;As含量在研究区的分布无明显变化。Cu、Ni、Cr主要来源为成土母质,Zn主要来源于禽畜养殖,Cd、As的主要来源包基岩风化稀土开采,Pb主要来源于基岩矿化、煤炭燃烧及汽车尾气排放等复合污染源。以福建省背景值为参比时,Cd潜在生态风险系数达到"极强风险",As为"较强风险",其余均为"轻微风险";以国家二级标准为参比时,Cd属"较强风险",其余均为"轻微风险"。潜在生态风险指数(Ri)表现为2号崩岗对照区1号崩岗。研究区Cd、As污染已较为严重,应采取相应的安全防范措施。     

北京集约化养殖畜禽饲料Zn含量及粪便Zn残留特征研究

针对集约化养殖中大量使用含Zn饲料添加剂及其在畜禽粪便中的残留问题,采集北京6个郊区县集约化养殖场208个猪、奶牛、鸡饲料样品和204个粪便样品,分析测定了其中Zn含量。结果表明,北京地区集约化养殖饲料和粪便中Zn含量差异很大,猪饲料和猪粪中Zn含量远高于奶牛和鸡。猪、奶牛、鸡饲料中Zn的含量范围分别为72．77～3170．37mg·kg^-1、13．63—471．39mg·kg^-1、32．64—344．67mg·kg^-1,平均含量分别为347．57、86．44、138．76mg·kg^-1;猪、奶牛、鸡粪便Zn的平均含量分别为2333．97、119．41、391．01mg·kg^-1,含量范围分别在458．21—14031．79、10．36～502．39、73．15～678．91mg·kg^-1之间。猪饲料和猪粪Zn超标率分别为9．3％和15．0％,奶牛、鸡的饲料和粪便均未超标。畜禽粪便中Zn含量与其饲料中zn含量之间呈显著或极显著正相关（P〈0．05）,猪、奶牛、鸡粪便中Zn的平均含量分别是其饲料的6．7倍、1．4倍、2．8倍,表现出一定的“浓缩”效应,其中断奶仔猪饲料和粪便中zn的平均含量最高,分别为645．37和5133．64mg·kg^-1,“浓缩系数”高达6．61。高Zn含量的畜禽粪便在土地利用时可能会带来土壤污染风险。     

苏南某冶炼厂周边农田土壤重金属分布及风险评价

选择江苏南部冶炼厂周边污染的水稻田,采集耕层0～15cm的土壤,分析土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As、Zn、Cu的污染程度及其空间变异特征。结果表明,土壤Cd、Pb、Cu、Zn、Hg的全量随着距污染源距离的增加而减少,呈现由东北向西南扩散的趋势,As则是由西北向东南扩散。6种重金属中Cd、Hg的污染范围相对较大,Zn的污染范围最小。DTPA浸提的6种重金属有效态含量都是距污染源距离越远而越少。采用内梅罗综合污染指数法对土壤中的重金属进行风险评价,土壤重金属的综合污染指数为39.27,污染程度已超过5级,为重度污染,其中Cd、Hg污染最为严重,含量范围分别为3.98～44.58mg·kg-1、0.36～2.01mg·kg-1,As为中度污染,Pb、Cu、Zn则为轻度污染,说明研究区域农产品安全生产存在很大的风险。     

华北地区饲料和畜禽粪便中重金属质量分数调查分析

为加强重金属的源头控制,进一步形成农产品产地有机肥源重金属阻控体系,该文对华北地区畜禽饲料和粪便中重金属质量分数进行采样调查分析,结果表明,华北地区畜禽粪便超标以Cu、Zn为主,Pb、Cr和As次之,Cd、Ni和Hg不超标。各种畜禽粪便以猪粪和肉鸡粪的超标情况最为严重,肉牛粪、蛋鸡粪次之,奶牛粪不超标。猪粪的Cu、Zn超标率分别高达100%、91.67%,肉鸡粪主要以Cr、Cu、Zn污染为主,超标率分别为50%、66.67%和50%,而蛋鸡粪仅有Cu超标,超标率为11.11%。不同畜禽饲料中重金属的超标情况以猪饲料和肉牛饲料最为严重,肉鸡饲料及奶牛饲料次之。按照农业部1224公告对Cu、Zn的标准,猪饲料中Cu、Zn超标率为66.67%、80.00%,肉鸡饲料中Zn超标62.50%;按照饲料卫生标准对Cr、Pb的标准,肉牛中Cr、Pb超标83.33%、66.67%,奶牛饲料中Cr超标60.00%,蛋鸡饲料中Pb超标53.85%,不同畜禽饲料中Cd的质量分数均不超标。畜禽粪便中重金属Cd、Cr、Cu、Zn的质量分数与饲料中重金属质量分数呈极显著正相关(P0.01),Pb、As与饲料中重金属呈显著相关性(P0.05)。该调查研究有助于掌握华北地区重金属饲料-畜禽粪便污染现状,揭示了对于畜禽粪便或有机肥的重金属超标问题应从源头控制。     

北京顺义区土壤重金属分布与环境质量评价

在北京顺义区采集了412份土壤表层样品,分析了其中7种重金属元素（Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、As和Hg）的全量,采用单因子指数和内梅罗指数对土壤环境质量进行评价。结果表明,土样中As、Cd、Cr、Hg、Cu、Pb和Zn含量平均值分别为7.85、0.136、61.47、0.073、22.43、20.38mg.kg-1和69.75mg.kg-1,As、Cd、Cr、Cu和Zn含量平均值超过了北京地区环境背景值,但所有元素含量的平均值均未超出土壤环境质量一级标准。土壤中各重金属元素含量Shapiro-Wilk检验和相关性检验结果表明,研究区土壤中重金属Cr呈正态分布,Cd、Cr、Cu、Pb元素与As元素相关性显著。土壤各元素单因子污染指数排序为Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Pb〉As〉Hg,内梅罗综合污染指数平均值为0.745,达到了土壤环境质量评价分级标准Ⅱ级,污染等级为＂警戒线＂级;菜地、果园、荒地、林地、苗圃、设施农业用地和水浇地的土壤内梅罗指数分别为0.809、0.765、0.720、0.669、0.781、0.786和0.729,表现为菜地〉设施农业〉苗圃〉果园〉水浇地〉荒地〉林地。土壤环境质量总体安全,部分地区土壤重金属污染处于警戒水平。     

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。