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。     

规模化养殖场畜禽粪便重金属含量评价研究

选择苏南某市有代表性的规模化养殖场,定期监测猪粪、牛粪和鸡粪中重金属Cu、Zn、Cd的含量。结果表明:畜禽粪便中猪粪的Cu、Zn、Cd含量较高,鸡粪中Zn和Cd含量较高。根据德国腐熟堆肥重金属限量标准及中国农用污泥中污染物控制标准,猪粪中Cu的超标率分别为96.15%、53.84%,Zn的超标率分别为100.00%、96.15%。根据德国腐熟堆肥中重金属限量标准和农业部有机肥料行业标准,猪粪中Cd的超标率分别为34.61%和15.38%。鸡粪中存在不同程度的Zn和Cd超标,而牛粪中Cu、Zn、Cd含量未出现超标。     

福建省规模化养殖场畜禽粪便中的重金属含量

分析测定了福建省有代表性的规模化养殖场猪粪、牛粪、鸡粪和鸭粪中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和As)的含量.结果表明,Cu、Zn和As的超标主要出现在猪粪中.参照我国农用污泥中污染物控制标准和德国腐熟堆肥中重金属限量标准,猪粪中Cu、Zn的超标率分别为93.56%、91.94%和98.39%、95.16%;参照农业部有机肥料行业标准,猪粪中As的超标率达38.17%;参照德国腐熟肥堆肥中重金属限量标准和农业部有机肥料行业标准,猪粪、牛粪、鸡粪和鸭粪中Cd的超标率分别为50.00%、42.86%、90.00%、80.00%和11.29%、7.14%、10.00%、10.00%;此外,鸡粪和猪粪还存在不同程度Cr和Pb的超标.     

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Zn > Cr > Cu > Ni > As > Cd > Pb > Hg,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Cu > Zn > Cr > As > Ni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Cr > Hg > Zn,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。     

晋北地区规模化养殖场畜禽粪便中养分和重金属含量分析

为了解畜禽粪便中的养分、重金属含量及分布情况,对山西省北部地区6个不同规模养殖场采集的65份畜禽粪便样品中氮(TN)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)以及铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)、汞(Hg)含量进行室内试验分析。结果表明,畜禽粪便中的养分和重金属含量变化范围较大,鸡粪和猪粪中的TN、P_2O_5含量显著高于牛粪,而牛粪中的K_2O含量显著高于鸡粪。畜禽粪便电导率(EC)为2.64～2.81 mS/cm,pH值为7.82～8.85。Cu、Zn、Cd、Ni、As在猪粪中含量最高,鸡粪次之,牛粪最少,而Pb和Cr在鸡粪中含量最高;3种畜禽粪便中重金属平均含量的分布规律基本呈现出ZnCuCrNiPbAsCdHg的趋势。依照我国《农用污泥中污染物控制标准》进行判断,猪粪中Cu、Zn超标率均为100%,鸡粪中Zn超标率为21.05%,而As、Pb、Cd、Cr、Ni、Hg均未超标;依照《畜禽粪便安全使用准则标准(蔬菜)》进行判断,猪粪中Cu、Zn超标率分别为100%和76.19%;依照《德国腐熟堆肥中部分重金属限量标准》进行判断,猪粪中Cu、Zn超标率均为100%,鸡粪中Cu、Zn超标率分别为31.58%、36.84%。因此,将畜禽粪便用于农业生产之前,必须对其重金属含量进行严格控制。     

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。     

畜禽粪便有机肥中重金属在不同农田土壤中生物有效性动态变化

通过石灰性和酸性土壤施用鸡粪和猪粪并预培养不同时间,采用生物盆栽试验方法研究了不同畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性差异及其随培养时间的动态变化。试验结果表明,石灰性和酸性土壤上施用鸡粪和猪粪后6个月内,鸡粪和猪粪中Cu、Zn、Cd的生物有效性显著低于等量重金属无机盐或与之相当。鸡粪中Pb的生物有效性也显著低于等量Pb无机盐,猪粪中Pb的生物有效性前5个月显著低于等量Pb无机盐,6个月时则显著高于等量Pb无机盐。2种土壤施用鸡粪和猪粪后的不同时间段,畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb的生物有效性也存在显著性差异;在施用后6个月内呈现先下降后上升的规律,施用后2个月时生物有效性最低,为等量相应重金属无机盐的3.4%~47%。     

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。     

华东地区典型畜禽养殖场重金属产污系数研究

通过对华东地区生猪、奶牛、蛋鸡典型规模化养殖场四季粪污产生量及其重金属含量的测定,提出了基于各类畜禽养殖过程中不同阶段畜禽品种的常规性比例,以及粪污收集和处理利用代表性工艺的典型畜禽养殖场重金属产污系数。结果表明:生猪场砷、汞、铬、镉、铅、铜、锌、锰产污系数分别为1.28、0.005、23.8、0.11、2.74、243、416、277 mg·d^-1·头^-1;奶牛场砷、汞、铬、镉、铅、铜、锌、锰产污系数分别为40.6、0.28、51.6、0.63、10.62、127、786、735 mg·d^-1·头^-1;蛋鸡场砷、汞、铬、镉、铅、铜、锌、锰产污系数分别为0.046、0.0006、1.11、0.016、0.18、2.00、16.1、21.0 mg·d^-1·羽^-1。生猪场、奶牛场重金属产污系数总体表现为秋冬季相对较高、春夏季相对较低;蛋鸡场重金属产污系数为冬春季相对较高、夏秋季相对较低。     

我国畜禽粪便重金属污染情况及其处理措施

随着畜禽规模化养殖,畜禽粪便中重金属含量逐年升高,农产品中出现重金属累积现 象。本文论述了畜禽粪便重金属污染特征及其治理建议。     

长期施肥对砂姜黑土重金属形态特征的影响

在31年的长期定位试验研究基础上,分析了5个不同施肥处理下土壤重金属Cu、Zn、Cd、Pb的含量变化及其分级特征。施肥处理包括CK、NP、M、MNP (等N) 及HMNP（高氮)。结果表明,不同施肥处理Cu、Zn含量差异显著,尤其NP处理大幅度提高了土壤中锌的含量。而不同处理对Cd、Pb含量影响不大。5个不同施肥处理下的Cu、Zn、Cd、Pb均以残留态的含量为主,平均占总量为44.4%、45.6%、35.4%以及80.3%。不同施肥处理影响了重金属在各个形态间的分配比例和顺序。Cu、Zn的各个形态的含量表现为残留态>碳酸盐结合态>铁锰氧化态>有机态含量>可交换态,Pb的各形态分配顺序与Cu、Zn完全不同,依次为残留态＞有机态＞可交换态＞酸盐结合态＞铁锰氧化态,不同施肥处理影响到各个形态分配的量。不同施肥处理对Cd的形态分配影响较大。在长期NP、MNP施肥下,Cd的含量高低依次为残留态＞有机态＞铁锰氧化态＞碳酸盐结合态＞可交换态,而在其它施肥处理下,Cd的含量高低依次为残留态＞碳酸盐结合态＞有机态＞铁锰氧化态＞可交换态。     

基于畜禽粪便的有机肥中雌激素污染特征

为了解基于畜禽粪便的有机肥中残留雌激素的污染特征,防控有机肥生产中的污染风险。采集了市面上基于鸡粪、猪粪、牛粪制备的17种有机肥,测定了其有机质、氮、磷和钾含量;采用SPE-HPLC/FLD法检测了样品中雌三醇（E3）、17β-雌二醇（17β-E2）、双酚A（BPA）、炔雌醇（EE2）四种雌激素的含量,并将结果与新鲜鸡粪、猪粪、牛粪中四种雌激素含量进行对比。结果表明,鸡粪、猪粪和牛粪有机肥中均存在有机质含量偏低的样品;鸡粪有机肥中E3、17β-E2、BPA均值（干质量计）分别为270.22、2.71、87.93 μg·kg^-1;猪粪有机肥中E3、17β-E2、BPA、EE2均值为609.71、41.84、32.69、46.74 μg·kg^-1;牛粪有机肥中E3均值为50.96μg·kg^-1。畜禽粪便有机肥存在雌激素污染风险,且E3风险最大。所检测的三种畜禽粪便制备的有机肥中,牛粪有机肥雌激素含量、检出率均最低。有机肥中E3、17β-E2、BPA、EE2检出率分别为47.06%、11.76%、17.65%、5.88%,四种雌激素在新鲜粪便中检出率则为67.74%、70.97%、70.97%、58.06%,有机肥中雌激素检出率低于新鲜畜禽粪便。综上可见,基于畜禽粪便的有机肥中仍会有雌激素残留,应引起重视。     

规模化养殖场猪配合饲料和粪便中重金属含量研究

对广西规模化养殖场10个猪配合饲料和12个猪粪样品进行Cu、Zn、Cr和Cd含量测定分析。结果表明,猪配合饲料与猪粪中的重金属含量差异较大,猪配合饲料中Cu、Zn、Cr和Cd的平均含量分别为153.4、194.9、5.6、0 mg/kg,猪粪中的Cu、Zn、Cr和Cd含量分别为760.7、1042.6、18.9和1.3 mg/kg。按照中国猪饲养标准和德国腐熟堆肥中重金属限量标准,猪配合饲料和猪粪中的Cu、Zn含量严重超标。猪粪与猪配合饲料中的Cu、Zn、Cr含量呈正相关或极显著正相关。因此,须严格控制猪配合饲料中重金属的含量,减少猪粪有机肥的重金属含量,降低土壤重金属污染,增加农产品质量安全。     

湖南省畜禽粪便抗生素排放量估算与治理策略

以湖南省2011年农业统计年鉴中的畜禽出栏数为基数,根据畜禽粪便排放系数和畜禽粪便中抗生素含量,估测2011年湖南省畜禽粪便中四环素类、喹诺酮类和磺胺类三类抗生素排泄总量。结果表明,2011年湖南省畜禽粪便中抗生素、排泄总量为103.09 t,其中四环素类、喹诺酮类和磺胺类排泄量分别为75.75,2.72和24.62 t。猪粪是畜禽粪便抗生素排泄的主要途径,占总数的70.58%;四环素类是畜禽粪便排泄的主要抗生素,占总量的73.48%。根据畜禽粪便抗生素排泄实际,提出了粪便抗生素治理的减量化、替代化和无害化三大治理策略。     

酸性耕作土壤中Zn、Cd、Cu、Co、Ni和Pb的形态

采用连续提取法研究了福建省酸性耕作土壤中Zn、Cd、Cu、Co、Ni和Pb的形态分布及其影响因素.结果表明,各元素水溶态和交换态所占比例均很小,Zn、Co、Ni和Pb均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Cu以残渣态和有机结合态为主,Cd以碳酸盐结合态与专性吸附态、铁锰氧化物结合态和交换态为主.相关分析表明,土壤理化性质对重金属形态有较大影响,但影响程度因元素而异.Zn、Ni和Co的形态受游离氧化铁、阳离子交换量和粘粒含量的影响较大;Cd和Pb的形态受土壤pH、游离氧化铁和粘粒含量的影响较大;Cu的形态与土壤粘粒含量呈较显著相关.     

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。