不同施肥处理对污灌区土壤中Pb、Cu和Zn的影响

为了研究施用沼肥对受到重金属污染土壤的影响,以Pb、Cu、Zn为研究对象,用盆栽的方式,以抗病苏州青油菜为种植作物,选取污灌区土壤,采用改进的BCR连续提取法分析重金属形态,通过基肥与追肥配合施用,研究沼渣与沼液配合施用和猪粪与化肥配合施用对土壤重金属的影响,为沼肥的合理安全利用提供理论依据。试验结果表明:沼渣沼液配合施用可以降低污灌区土壤中Pb、Cu、Zn含量,其含量分别为47.65,178.31,589.13mg·kg~(-1),过量施用沼渣沼液后土壤中Pb含量进一步降低,达到36.23mg·kg~(-1),Cu、Zn含量无明显变化。沼渣沼液配合施用可以降低污灌区土壤中Pb、Cu、Zn有效态含量,其含量分别为34.23,163.13,565.92mg·kg~(-1),过量施用沼渣沼液后,Pb有效态含量有所降低,Cu、Zn有效态含量进一步增加。沼渣沼液配合施用可以增加污灌区土壤中残渣态Pb、Cu、Zn的含量,过量施用沼渣沼液后土壤中Pb、Cu、Zn残渣态含量均有不同程度的减少。猪粪化肥配合施用会增加土壤中Cu、Zn含量以及Pb、Cu、Zn有效态和残渣态含量。施用沼渣+沼液或猪粪+化肥均可以降低污灌区土壤中重金属Pb、Cu、Zn的酸提取态和可还原态百分量之和,但猪粪与化肥配合施用效果优于沼渣与沼液配合施用,且差异显著(p0.05)。综合考虑沼肥施用和猪粪化肥配合施用对污灌区土壤重金属Pb、Cu、Zn含量、有效态、残渣态及酸提取态和可还原态百分量之和的影响可以得出,施用沼肥可以在一定程度上缓解污灌区土壤中Pb、Cu、Zn对土地和环境造成的风险。     

沼渣沼液养分含量及稳定性分析

为实现沼渣沼液有效利用与管理,选取以牛粪、猪粪、鸡粪为厌氧发酵原料的沼气工程,测定了沼液、沼渣中养分含量及重金属含量,探讨了不同发酵原料沼液的养分含量随储存时间的变化规律。结果表明:鸡粪沼液中养分含量最高,总氮、总磷含量分别为5 706.23 mg/L和121.21 mg/L;猪粪沼渣中总氮含量最高,达到31 000.03 mg/kg,而鸡粪沼渣中总磷含量最高,达到23 951.02 mg/kg;猪粪沼渣中锌、铜含量以及牛粪沼渣中铜含量超标;沼液营养成分含量随储存时间的延长不断降低,两者之间呈显著负相关性,且温度越高,营养成分损失率越大,鸡粪沼液中的营养元素更易流失。该结果可为沼渣沼液的合理存放及高效施用提供理论依据。     

沼液养分和重金属农用安全风险分析(英文)

[目的]对沼液养分和重金属农用安全风险进行分析,以期为沼液的安全农用提供科学依据。[方法]对秸秆及粪便中温厌氧消化的沼液进行重金属养分分析,并利用不同类型和浓度的沼液进行种子发芽试验。[结果]物料的类型及配比、碱液预处理均对沼液的成分和性质产生影响。碱液预处理可降低沼液中的重金属含量,可提高氮、磷、有机质以及速效成分的含量。沼液中重金属的最高含量分别为镉 8.76 μg/kg,铬 52 μg/kg,铅 210 μg/kg,汞 0.512 μg/kg,砷 140 μg/kg,铜、锌的含量较高,分别可达 279 和 680 μg/kg,但均低于城镇垃圾农用限定标准值。种子在沼液中的发芽试验验证了 5%以下低浓度沼液的催芽作用,但盐胁迫作用使幼苗在沼液中的长期生长受到抑制。[结论]以粪便作为沼液发酵原料时应适当的控制其在进料中的比例或做重金属预去除;当沼液用作液肥以灌溉方式施入农田时,应经稀释或做除盐处理。     

不同原料沼气池沼液主要养分含量差异及农用风险分析

为了解不同来源沼气池沼液的养分及重金属含量特性,通过周期性采样测定了沼液中主要养分及有害重金属元素的含量,分析了其农用风险。结果表明:所有沼液样品的pH均以中性及微碱性为主,适宜在酸性土壤上施用。一般农户沼液有机碳及全钾含量高,适合在缺钾土壤及喜钾作物上施用;养牛场沼液全氮含量高且养分总量大,适宜在缺氮土壤或菜地上施用;养猪场沼液全磷含量高,适宜在缺磷土壤或需磷作物上施用。沼液的重金属含量周年变幅均较大,含量高低顺序为CuAsCrPbCdHg,3种不同原料沼气池沼液的重金属含量高低顺序为:养猪场沼液养牛场沼液一般农户沼液,这可能与3种养殖场的饲料用量有关。本次检测的沼液样品重金属含量均符合沼液农用标准,但当沼液被用于高量灌溉时,应控制其用量,特别是来自养猪场的沼液。     

以猪粪为原料的沼液成分分析

[目的]分析以猪粪为原料的沼液成分。[方法]对以猪粪为原料的沼液进行了分析检测,包括pH、营养元素、重金属、总挥发性有机物及抗生素。[结果]猪粪沼液的pH呈微碱性,且随气温升高t石升高。沼液中氮、磷、钾舍量较为丰富;各种重金属的含量低于国家《城镇垃圾农用控制标准》的标准限值。总挥发性有机物含量为1．3652mg／L,OTC为0．08347mg／L,TC为0．04907mg／L,CTC为0．04229mg／L。[结论]该研究为更合理地开发利用沼液奠定了坚实的理论基础。     

喷灌沼液对茶园土壤性质及茶叶产量和品质的影响

[目的]研究茶园土壤施用沼液效果,为提高江苏茶叶产量和品质提供技术参考.[方法]对畜禽粪便发酵得到的沼液,按照0(对照)、51、102和153 t/ha梯度用量结合喷灌在江苏常州市露源生态茶业有限公司良种茶场中施用,分析不同沼液施用量下茶园土壤有机质、氮磷钾和重金属含量及春茶产量、品质等指标的变化情况.[结果]随着沼液施用量的增加,茶园土壤pH逐渐降低但仍在茶树生长适宜的pH范围(4.5~6.0)内,有效态的钾、钙、镁、锰、锌和铝等元素含量呈下降趋势,土壤有机质和全氮含量未有显著变化(P>0.05,下同).在153 t/ha沼液施用量下,春茶发芽密度、百芽重和产量均显著升高(P<0.05,下同),分别较对照提升77.78%、8.79%和93.40%;施用沼液后,茶叶全氮含量显著升高,游离氨基酸总量在153 t/ha沼液施用量下显著升高,茶叶茶多酚总量下降10.49%~14.65%,酚氨比显著下降.施用沼液对春茶中大量元素磷、钾、钙、镁和微量元素含量未有显著影响(除锰含量显著下降外).同时,沼液施用后土壤和春茶中的镉、铬、铜、铅等重金属含量均在安全范围内.[结论]在茶园中施用沼液,能提升春茶产量和品质,同时保证土壤和茶叶重金属含量安全;但由于单独施用沼液会造成土壤中钾亏损,因此在实际生产中建议通过沼液和钾肥配施以补充钾元素.     

规模化猪场粪水对周边盐碱地重金属及营养素含量的分析研究

随着畜禽养殖业向规模化、集约化的方向发展,养殖生产中的粪便大幅度增加,其中,猪粪中含有的氮、磷、钾等营养元素以及重金属含量较高,直接排放土壤中极易造成重金属含量超标。研究以某规模化猪场储粪池的猪粪水为试验材料,周边盐碱地为研究对象,按每667 m~2设计猪粪年度总施用量15 m~3(C1)、30 m~3(C2)、45 m~3(C3)、60 m~3(C4)4个梯度,试验盐碱地面积625 m(225 m×25 m),计算盐碱地面积所对应施用量分别为14.1、28.1、42.2、56.2 m3,同时设置空白对照处理组(CK),猪粪水在2015年的4、7、8和11月分4次平均施入。研究结果表明,施用猪粪水后,土壤pH和容重均产生改变,对照组土壤的pH约为10.5,施入猪粪水后pH8.5～9。施用猪粪水后土壤电导率趋于升高,与对照组比,升高1.25～1.77 ms·cm-1,并且随着猪粪水施用量以及月份增加;施入猪粪水后,4、7、8和11月的土壤中的有机质和N、P、K元素含量均随着施用猪粪量的增加而增加;施用猪粪水后的土壤中重金属含量已超标,11月猪粪水富集在土壤中的重金属明显高于4、7、8月,不同浓度猪粪水灌溉增加土壤重金属Hg、Pb、Cu、Cr、Zn、Cd、As的含量,短期内重金属存在局部超标的可能。综上所述,盐渍化土壤施用猪粪水增加土壤养分含量的同时又增加了重金属含量的富集,其有利有弊,需要进一步的对猪粪水改良盐碱土做深入研究。     

沼液替代化肥对土壤肥力与胡柚品质的影响

为研究沼液施用对胡柚林地土壤肥力和果实品质的影响,探寻适宜的沼液施用条件,采取大田施肥试验,对梯度化沼液施用条件下的胡柚林地土壤酶活性、土壤肥力、土壤重金属含量,及胡柚果实品质等进行对比研究。结果表明,沼液施用可提高胡柚林地土壤中的营养元素和有机质含量,提升土壤蔗糖酶活性和土壤pH值。各梯度下的沼液施加未导致林地土壤中镉、铜、锌、砷的积累,胡柚果实中上述重金属的相应含量亦远低于农产品安全质量无公害水果安全要求的规定。沼液施加有利于提升胡柚品质,果实中的总糖、V_C和β-类胡萝卜素等含量维持在较高水平。综合分析,在试验条件下,沼液施用100%替代化肥是较为适宜的施用量,可为沼液在胡柚种植上的科学合理施用提供技术参考。     

施用沼液对土壤氮磷钾的影响

为了探讨施用不同水平的沼液作为追肥对土壤氮、磷、钾的影响,以花叶生菜为试材,开展田间试验,设置8个处理,分别在不施基肥与施基肥2种情况下,分4个水平施用沼液,即0、0.5、1.0、1.5 L,最后检测土壤各项质量指标。结果表明,施用沼液0.5、1.0、1.5 L,土壤全氮含量增幅分别为577.26%、624.14%和666.20%,且差异极显著;土壤有效磷含量增幅分别为89.60%、280.35%和503.37%,且差异显著或极显著;土壤中速效钾含量增幅分别为106.12%、135.62%和169.68%,且差异极显著。不施基肥或施基肥时,施沼液有利于增加土壤中全氮、有效磷和速效钾的含量,且随着沼液施用量的增加,施沼液使土壤中全氮、有效磷和速效钾含量增加的效果增大,施用沼液有利于改善土壤质量。     

低温热裂解处理对猪粪中重金属的钝化效应

随机采集全国11个大型猪场猪粪样品,进行重金属(As、Cu、Zn、Cd、Pb、Ni)含量的分析,并分别设置350、400、450 ℃三个热裂解温度,将猪粪进行限氧热裂解炭化,分析热裂解后猪粪中重金属的含量变化。结果表明:猪粪样品中重金属Zn、Cu、Ni、As、Pb、Cd含量的变化范围分别为261.6~2 564.5、87.98~700.6 、2.19~7.17、0.45~19.57、1.69~4.02、0.10~0.17 mg·kg^-1,平均含量分别为928.2、294.7、4.80、3.60、2.39、0.12 mg·kg^-1,其中以Zn、Cu含量最高,Cd含量最低,不同猪场间重金属残留量的变异性以As为最大,变异系数达到155.7%;经不同温度热裂解处理后的猪粪生物质炭中重金属Ni、Cu、Zn、Pb、Cd和As含量较猪粪原样分别提高了57.7%~104.4%、59.7%~99.4%、50.7%~94.0%、47.1%~73.5%、30.8%~61.5%和17.1%~30.5%,而猪粪生物质炭中Cu、Ni、Zn、Pb、As的重金属有效态含量较猪粪原样分别显着下降94.4%~95.4%、91.9%~95.1%、91.3%~92.5%、80.4%~81.0%、76.6%~84.0%.由此可见,猪粪限氧低温热裂解炭化可对重金属起到良好的钝化效果。     

发酵周期、贮存时间和过滤对沼液养分和理化性状变化的影响

针对实际生产中中小型养殖场不规范和粗放式厌氧发酵模式以及沼液需要长时间贮存的问题,为实现沼液养分有效利用与管理,根据沼液厌氧发酵实际生产状况,进行模拟发酵实验。设置2、4、6、8、10 d等5个不同的发酵周期处理并分别在该时间点进料出料,研究出料沼液在贮存过程中COD、pH、TN、TP和TK 等养分和理化特性变化以及网筛过滤对养分和理化性状的影响。结果表明：随着发酵周期与贮存时间的延长,28 d后5种沼液中TN 和TP 含量分别减少了40.9%～46.31%、35.62%～53.61%;TK 的含量呈现随时间延长有小幅增加的趋势,基本维持稳定。贮存期内铵态氮含量逐渐降低,贮存14 d各降幅接近62%;与之相反,硝态氮的含量则呈现逐渐增高的趋势。所有处理沼液在贮存过程中COD 下降了69.97%～85.86%,pH 值变化均呈现逐渐升高的趋势,从7.6~7.9变为8.2~8.7。经过不同孔径网筛过滤后,沼液的养分含量、COD和pH值变化不具有显著性差异,因此过滤不会对沼液的养分存储造成影响。     

厌氧发酵沼渣液重金属元素分布规律研究

[目的]研究厌氧发酵沼渣液中重金属元素分布规律。[方法]测定养猪业厌氧发酵沼渣液原液和沼液离心上清液中重金属含量,分析研究重金属在沼液的水固两相中的分布规律。[结果]沼液中重金属含量很高,不能直接排放和作为农田灌溉水使用。经过简单的离心,上清液中重金属含量均有大幅下降,下降幅度分别为Zn91．84％,As73．18％,Cd47．64％,Cr94．53％,Cu93．52％,Ni59．43％,Mn95．77％,Pb100．00％。[结论]去除沼液中悬浮物对去除重金属有很好的效果,可以作为沼液预处理步骤。     

禽畜粪便厌氧发酵产气特性研究

为研究不同畜禽粪便厌氧发酵产气特性,通过批次厌氧发酵实验分类分析5种畜禽粪便的成分、沼液变化及产气规律。结果表明,畜禽粪便碳氮比为6.03~13.43,发酵过程中5种畜禽粪便沼液pH值基本维持在6~7.5,且氨氮浓度小于1500 mg?L_^-1。畜禽粪便发酵周期在47~55 d,出现两个日产气量高峰,且第二个产气高峰(160~393.5 mL)明显高于第一个(137~200 mL)。研究表明,畜禽粪便不存在氨氮抑制,可作为发酵原料。     

大型养猪场粪污零排放处理模式的研究

大型养猪场粪污零排放处理是通过污染排放控制系统、能源回收利用系统和物质循环利用系统完成的。污染排放控制系统可使养猪场污水的日排放量减少一半,能源回收利用系统通过高效厌氧折流反应器对猪尿减量厌氧常温发酵产生清洁能源沼气,物质循环利用系统充分利用了养猪场粪便、沼渣和沼液。通过对年存栏量4 000头左右的养猪场进行研究,确定了零排放模式的养猪场规模和配套农田数量,全量发酵年存栏量1 000头左右的养猪场的粪污需要配套13 hm2农田,减量发酵需要配套1.67 hm2农田。     

畜禽粪便与秸秆混合发酵及贮藏阶段沼液中碳氮元素变化

为研究沼液从产生到贮藏期间碳氮元素的变化规律,将猪粪、鸡粪和秸秆混合,进行中温厌氧发酵,并在常温下以密闭静置、密闭搅拌、敞口静置、敞口搅拌等4种方式贮藏沼液,跟踪并分析了猪、鸡粪和秸秆混合发酵沼液在厌氧发酵及贮藏期间碳、氮元素的形态和含量变化。结果表明:厌氧发酵阶段,沼液中的总有机碳(TOC)和总氮(TN)浓度均有所增加,增加幅度在15.0%~36.1%之间,其中TOC在第18 d达到最高浓度(6467 mg·L~(-1)),TN在第23 d达到最高浓度(4181 mg·L~(-1))。贮藏阶段,沼液中的TOC、TN浓度均有所降低,TOC先下降后升高,总体降低幅度较小(2.9%~12.0%),降幅顺序为敞口静置敞口搅拌密闭静置密闭搅拌;TN先升高后降低,总体降低幅度较大(4.2%~56.2%),降幅顺序为密闭静置密闭搅拌敞口静置敞口搅拌。综上,厌氧发酵18~23 d的沼液碳氮元素含量最高,采用密闭静置方式并缩短贮藏时间可减少沼液贮藏过程氮元素的损失。     

猪场沼液对不同pH土壤中重金属有效性的影响

沼液对重金属有效性的影响因土壤pH的不同而存有差异。本文分别选取pH为3.62、7.23和7.85的酸、中、碱性三种土壤,施加大型猪场厌氧发酵后的沼液,研究不同用量下三种不同pH土壤中Pb、Cu和Zn有效性的变化。结果表明,沼液低用量下(1 350 m~3/hm~2),三种土壤中Pb和Zn可交换态含量分别下降50.3%～78.9%和55.1%～76.0%(P 0.05),酸性和碱性土壤中Cu可交换态含量显著降低,降幅分别为87.7%和80.8%。Pb和Cu可交换态含量的下降对应二者可氧化态和残渣态含量的增加,但Zn可交换态含量下降对应其可还原态和残渣态含量的增加。相比较而言,沼液高用量下(2 700 m~3/hm~2),三种土壤中Pb和Cu可交换态含量均显著增加,增幅分别为31.0%～122.2%和84.6%～101.7%。Zn的可交换态含量在酸性土壤中增加14.3%,在碱性土壤中增加46.1%。因此,沼液施用对土壤Pb、Cu和Zn有效性的影响主要取决于其用量。低量沼液施用有助于降低重金属的有效性,但高量施用会增加重金属污染风险。土壤酸碱度差异产生的影响因重金属类型不同而存在较大变化。     

微量金属元素添加频率对牛粪厌氧发酵特性的影响

为研究微量金属元素对牛粪厌氧发酵特性的影响,每隔1,3,5,7d向牛粪厌氧发酵液中添加Fe、Co、Ni元素。结果表明,7d添加1次微量金属元素的发酵组效果最佳,产气率和总产气量最高,COD去除率最高;每1d添加1次的挥发性有机酸(VFA)和产气量都最低,分析认为微量金属元素添加频率过高会破坏反应器内的营养平衡。     

沼液在甘蔗叶循环利用中的应用研究

研究了沼液在甘蔗叶循环利用中的应用潜力和途径。在厌氧发酵产沼气实验中,用沼液浸泡长度1~2 cm甘蔗叶5 d的效果最好,沼气总产量为1101.2 L,甲烷含量为57.8%,沼气总产量较对照提高了106.0%。在甘蔗叶快速降解实验中,采用沼液淋洒甘蔗叶+猪粪复合物料方法的降解效果最好,物料降解率达83.15%,较对照提高了36.7个百分点。