规模猪场环保区土壤重金属检测及生物修复探讨

为研究山东省标准化规模猪场环保中心种植区土壤经施用腐熟猪粪后重金属残留情况。实验场选择山东省莱州市某集团猪场的种植区,土壤重金属含量采用三酸消解法进行测定,采取单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和土壤潜在风险指数评估法分别对土壤重金属污染风险进行评估和土壤潜在生态风险进行评价。结果表明:Cu和Cr含量范围分别为26.32～32.28mg/kg和61.03～81.02mg/kg均超山东地方土壤背景值,Cu风险指数均值71.28,属中等风险等级,Cr风险指数均值41.86,属轻度风险等级;Zn土壤含量范围85.16～172.14mg/kg,超国家和地方土壤背景值,风险指数均值85.81,属强风险等级;Cd和Hg土壤含量范围分别为0.07～0.137mg/kg和6.24～18.62mg/kg,Cd超过国家土壤背景值,接近山东土壤背景值,Hg和Pb全部样本含量不超山东地方背景值;Pb、Hg和Cd所有样本风险指数均在40以内,属轻度污染等级;污染程度依次为Zn>Cu>Cr>Hg>Pb>Cd。研究结论是环保区土壤重金属均有检出,但有几种重金属处于低风险和轻度污染等...     

猪粪施用水平对桂牧1号象草栽培及土壤重金属富集的影响

为利用高产牧草消纳猪粪,探索种养一体化绿色生态循环模式,研究了猪粪肥不同施用水平对桂牧1号象草及土壤的影响,测定桂牧1号象草越冬率、分蘖数、鲜草产量和牧草中干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维及重金属Cu、Zn、Cd、Pb、As含量,试验同时也测定猪粪肥和土壤中氮、磷、钾养分及重金属Cu、Zn、Cd、Pb、As元素含量。结果表明:(1)经对所施猪粪肥测定,Cu、Zn含量较高,Cd、Pb、As含量均在国家1996年实施的土壤环境质量标准允许范围内。(2)不同施用水平处理间,桂牧1号象草越冬率差异显著,分蘖数随猪粪施用增加而增加,差异不显著,而生物产量差异显著;经对草样监测,植物体内Cu、Zn、Cd、Pb、As五种重金属元素含量未见显著增加,草样中干物质86.68%~92.01%、粗脂肪0.6%~1.7%、粗蛋白1.18%~12.1%、粗纤维22.3%~28.6%。(3)对土壤抽样检测,土壤中pH值、全钾含量变化不明显,全氮、全磷含量显著增加,分别较对照土样含量增加87.5%和36.1%,Cu含量有一定的增加但没有达到显著水平,Zn含量增加达到显著水平,各处理水平间5种重金属元素在土壤中的富集变化规律差异性不明显。     

钝化材料对猪粪堆肥过程中重金属（Cu、Zn）形态转化的影响及其植物毒性分析

采用三级四步连续提取法（BCR）研究生物质炭、VT-1000菌剂2种钝化材料对猪粪堆肥过程中重金属Cu、Zn含量和形态的影响,并探讨其对植物种子的毒性。结果表明：堆肥处理后,猪粪中的重金属Cu、Zn总量会出现“相对浓缩效应”,致使其浓度升高;堆肥处理能促使重金属Zn的形态向活性降低的方向转化,从而降低其生物有效性;生物质炭对猪粪堆肥处理后重金属Cu、Zn的钝化效果较好,对弱酸提取态Cu、Zn的钝化效果分别为27.23%、73.46%;经2种钝化材料处理后的猪粪堆肥对种子的发芽率、根长、发芽指数均无显著影响（P>0.05）,说明经过堆肥处理的猪粪已充分腐熟且对种子的萌发无抑制作用。研究结果提示,生物质炭是理想的降低猪粪中Cu、Zn生物有效性的钝化材料,且有利于降低猪粪堆肥土地利用中重金属污染风险。     

不同化学钝化剂处理对堆肥重金属(Cu、Zn)形态转化的影响及其植物毒性的分析

笔者采用三级四步连续提取法(BCR)研究了钙镁磷肥、粉煤灰、过磷酸钙3种化学钝化剂对猪粪堆肥过程中重金属Cu、Zn含量和形态的影响。结果表明:(1)堆肥处理后,重金属总量会表现出"相对浓缩效应",致使其浓度升高。(2)堆肥处理能促进重金属Zn的形态向活性降低的方向转化,从而降低其生物有效性。(3)相比之下,粉煤灰对猪粪堆肥中重金属Cu、Zn的钝化效果最佳,对弱酸提取态Cu、Zn的钝化效果分别为44.14%、74.39%。(4)3种化学钝化剂对种子的发芽率、种子的根长、种子的发芽指数均无显著影响,说明经过堆肥处理的猪粪已腐熟且对种子的萌发没有抑制作用。粉煤灰来源丰富,价格低,是一种较为理想的重金属钝化剂,有利于降低猪粪还田利用中土壤重金属污染风险。     

养殖环保区土壤HMs植物修复研究

据2018年潍坊试验区域土壤监测Zn>Cu>As>Pb>Cr>Cd,潍坊市县市区养殖环保区土壤施用熟化粪肥（CPM）后重金属（HMs）沉积情况为Zn及Cu在土壤中残留量显著超标,潜在生态风险等级为中、高,As超山东土壤背景值,潜在生态风险分别处于弱,未超国家土壤环境质量二级标准;Pb,Cd和Cr均有检出,但不超过地方背景值,在国家土壤质量二级标准含量内,潜在生态风险为安全。本文基于“边生产边修复”理念,研究了潍坊区域养殖环保区农田土壤HMs生物修复;经过调研国内MHs修复植物库和本地实际情况后,筛选了经济价值高、生长周期短的植物,通过植物对连续施用多年CPM土壤中Zn、Cu的转运率和富集率优势表现,研究结果是金针菜、大豆和小白菜可显著降低土壤Zn和Cu的存量,同时植物地上生物量和总产量得到一定程度提高。有望通过植物修复,土壤生态性复原,并提高经济效益和社会效益。     

规模化猪场育肥猪饲料、猪肉及粪便中重金属含量调查

对江苏省2个育肥猪场(A场和B场)的饲料、猪肉及粪样进行抽样调查,分析其中的重金属Cu、Zn、Pb、Cd及Cr的含量。结果表明,2个规模化猪场的饲料、猪肉及粪便中重金属含量差异较大,参照我国生长肥育猪(60 kg以上)配合饲料(农业部1224公告)和德国腐熟堆肥中重金属限量标准,2个猪场育肥猪饲料中Cu、Zn含量分别超标191.7%、10.6%和41.4%、51.3%;猪粪中Cu、Zn含量分别超标310.69%、57.32%和85.94%、122.97%,B场猪粪Cd含量超标33.33%,饲料和猪粪中未发现Pb、Cr的超标现象,猪肉中重金属含量均未超标。结果提示饲料是畜禽粪便重金属污染的源头。     

内蒙古中部地区路侧草原土壤重金属生态风险评价

[目的]调查内蒙古自治区锡林郭勒盟镶黄旗克氏针茅-羊草典型草原区路侧土壤重金属污染情况,为典型草原土壤修复提供参考。[方法]在研究区内选取G511国道两侧5个实验样地,采用4种重金属生态风险评价方法（单因子指数、内梅罗综合指数、潜在生态风险指数和地积累指数）,对研究区土壤进行生态风险评价。[结果]研究区内8种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的含量均超过内蒙古自治区锡林郭勒盟土壤背景值,均低于国家土壤环境质量一级标准;单因子指数和地积累指数为Cd>Hg>Cu>Zn>Cr>As>Ni>Pb,潜在生态风险指数为Cd>Hg>As>Cu>Ni>Pb>Cr>Zn。[结论]研究区Cd元素有较高的生态风险。     

郑开城际铁路两侧农田土壤重金属污染及健康风险

采集郑开轻轨两侧土壤样品260个,用ICP-MS法测定土壤Cu、Cr、Pb、Ni、Cd、Co、V和Zn含量,用ICP-AES法测定土壤Al和As含量,用内梅罗污染指数法展开重金属污染评估,用健康风险评价模型展开重金属健康风险评价。结果表明:郑开轻轨两侧土壤Al、Cd、Co、Cr、Cu、Zn、Pb、Ni、V和As含量的变异系数变化在12.52%~86.57%之间,为中等变异,南北两侧断面上土壤As超标,其余重金属含量都在二级标准以下,不存在超标现象;轻轨两侧200 m范围内土壤重金属污染综合指数I普遍大于1小于2,为轻污染,且轻轨南侧土壤重金属污染程度均高于北侧,土壤As对综合污染指数的贡献最大;轻轨两侧土壤9种重金属的HQ值和HI值均小于1,短期内不会对居民健康产生非致癌风险;轻轨两侧土壤260个采样的CR_(As)和TCR都大于10~(-6),存在一定的人体可耐受的致癌风险,As对TCR的贡献率平均高达85.90%,As是最主要的致癌风险因子。     

东祁连山不同土地利用方式下土壤重金属污染评价

本研究通过对东祁连山不同土地利用类型下土壤的7种重金属含量进行测定,结合青藏高原土壤元素背景值,对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价。结果表明：7种重金属元素的均值都超过了土壤元素背景值,其中Zn和Ni平均含量较高,为196.67 mg·kg^-1和74.28 mg·kg^-1,分别是土壤背景值的3.20和3.00倍,形成了土壤重金属元素的富集现象;内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险系数法分析显示,各类型土地平均内梅罗综合污染指数为2.84,属于中度污染程度,其中农田平均污染指数最大,为3.10,达到了重度污染水平;草地为2.71,湿地最小为2.49,均为中度污染水平。各类型土地的综合潜在生态风险系数为94.31,其中农田类风险系数最高,为101.90,草地类为92.22,湿地为73.29;各类型土壤中Zn元素变异系数最低;Cd元素变异系数最高。     

齐齐哈尔市主城区交通岛和道路绿带土壤重金属污染评价

为了了解交通岛绿地和道路绿带土壤重金属污染的状况,选择齐齐哈尔市主城区主要交通岛和道路绿带,分0~≤20 cm和20~≤40 cm两层采集土壤,并对重金属含量进行测定,然后以主城区内公园绿地重金属含量平均值作为背景值,采用地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法进行研究。结果表明:交通岛绿地和道路绿带土壤pH值、过氧化氢酶活性、有机质含量在重复性双因素分析下没有明显差异,说明绿地土壤基本没有受外来土的影响。重金属As的变异系数最大,受人类活动影响最为强烈。地累积指数法显示交通岛绿地和道路绿带污染程度较低,As和Zn是目前轻度污染的主要因子。内梅罗污染指数显示齐齐哈尔市道路绿地污染已经开始,0~≤20 cm绿地土壤中污染水平最低的是联通大道,最高的是中华西路;20~≤40 cm绿地土壤中污染水平最低的是明海公路,最高的是中华西路;所有交通岛和道路绿带的生态风险均为轻微风险等级。     

泰州地区畜禽粪便中重金属含量调查

集约化畜禽养殖中,饲料中均添加多种微量元素,如硒、铜(Cu)、锰(Mn)、砷(As)等,导致畜禽粪便作为有机肥使用后,粪便中重金属残留影响土壤和水环境质量。本文采用原子吸收和原子荧光分光光度法,测定了泰州地区规模化养殖场畜禽粪便(鸡粪、鸭粪、鹅粪、猪粪和牛粪)中铜、锌(Zn)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、镍(Ni)、砷等7种元素含量。结果表明,猪粪和鸡粪中Cu、Zn、Cd含量高于其他3种粪便,牛粪和鹅粪中Cr含量较高。Cu、Zn和As在猪粪中的残留水平最高。Cu和Zn在不同粪便中的含量差别较大,猪粪中Cu的平均含量571.3 mg·kg~(-1)、中位数为370.8 mg·kg~(-1),明显高于其他畜禽粪便,鹅粪和牛粪含量最低;Zn在猪粪中的平均含量高达578.3 mg·kg~(-1)、中位数为506.9 mg·kg~(-1),鸡粪和鸭粪其次,鹅粪和牛粪的平均含量最低。参照德国腐熟堆肥重金属限量标准,除牛粪外,其他畜禽粪便中重金属含量均有超标现象,其中猪粪Cu、Zn、Cd严重超标,鸡粪Zn、Cd、Ni严重超标。根据我国畜禽粪便安全使用准则中在pH6.5土壤中使用限量标准,猪粪中As、Cu、Zn均超标。     

“猪-沼-茶”生产模式对土壤和茶叶中重金属含量的影响试验

为探讨"猪-沼-茶"生产模式对土壤和茶叶中重金属含量的影响,随机采集和测定龙泉市某规模猪场生长猪饲料、猪粪、沼液及喷灌沼液茶园土壤和茶叶中的Cu、Zn、Hg、Cr、Cd、As、Pb含量。结果表明:沼液中重金属含量较低,达到农业灌溉标准。猪粪中的重金属含量则高于饲料中的含量,土壤中的Cu、Zn含量接近标准上限指标。试验表明,沼液是一种安全优质的有机肥,对茶叶品质无明显影响,采用"猪-沼-茶"生产模式,既解决了规模猪场的环境污染问题,又可为茶叶生产提供安全优质的有机肥,有利于实现养殖业和种植业两者的良性循环。     

不同猪粪肥施用水平对蔗茅栽培的影响

研究了猪粪肥不同施用水平对蔗茅生产性能及蔗茅对猪粪中重金属的富集等情况,结果表明:蔗茅在南昌地区栽培表现为:抗逆性较差,越冬死亡率较高,不耐冻害,不耐湿热;分蘖和再生能力不强,年鲜生物产量最高为2004.7 kg/667m~2;草品质中粗蛋白含量不高,均值为5.39%。各生产性能指标综合优势表现不突出。栽培蔗茅对猪粪的消纳能力有限,对Cu、Zn、Cd、Pb、As五种重金属富集效果不明显。     

河北省邯郸市畜禽养殖场周边土壤重金属含量调查及污染评价

为了解河北省邯郸市养殖场周边土壤的重金属含量状况及污染情况,本研究选取不同方位的3个养殖场15个采样点进行采样,测定了土壤中9种重金属的含量,并用污染指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染现状进行评价,结果显示这9种重金属含量均处于国家土壤环境质量标准二级范围。运用污染指数法和潜在生态危害指数法评价,结果显示其污染程度分别为清洁(安全)和轻微生态危害水平;用污染指数法评价,结果显示重金属元素中污染最严重的为镍(Ni),污染最小的为汞(Hg),污染程度按由高到低排列的顺序为:镍(Ni)锌(Zn)锰(Mn)砷(As)铅(Pb)镉(Cd)铬(Cr)铜(Cu)汞(Hg);用潜在生态危害指数法评价,污染最严重的是镉(Cd),污染最小的为锌(Zn)和锰(Mn),污染程度按由高到低排列的顺序为:镉(Cd)砷(As)汞(Hg)镍(Ni)铅(Pb)铜(Cu)铬(Cr)锌(Zn)锰(Mn)。结论是邯郸市养殖场周边土壤保护状况良好,重金属污染状况属于清洁和轻微生态危害水平;其中镍(Ni)、砷(As)、铅(Pb)在两种评价方法中均处于前五位,应加强对其的关注度,避免累积速度过快增长。     

草原土壤重金属含量空间变异与污染评价——以大庆市及周边地区为例

重金属是危害草原生态健康的主要污染物之一,迄今有关大庆市及周边地区草原土壤重金属含量、空间变异和污染程度的研究鲜见报道。本文通过野外调查采样,应用地统计学,结合经典重金属污染评价方法,分析了大庆市及周边地区草原土壤Cd,Cr,Pb,Cu,Zn,Ni,Hg及As含量的空间变异与污染程度,结果表明:研究区8种重金属含量具有中等空间异质性,变异系数在28.3%~58.5%。8种重金属元素可以用指数模型、高斯模型和球状模型拟合,Cd,Cr,Pb,Cu,Zn,Ni和As的块金值/基台值[C₀/(C₀+C)]在25%~75%,其空间变异由结构性变异(母质、地形等)和非结构性因素(人类活动)共同引起,Hg的[C₀/(C₀+C)]>75%,即非结构性因素对其的影响大。土壤重金属含量呈斑块状、条带状、点状和环岛状分布特征。研究区8种重金属的超背景值率较高,表现为累积的特征。As和Ni的分别有23.7%和1.7%的采样点重金属含量超过《国家土壤环境质量标准》(GB15618-1995)2级标准限值。地积累指数评价表明,As存在轻度污染风险,其他重金属无单因子污染风险。潜在生态风险评价表明,8种重金属元素均不存在潜在生态风险。大庆市及周边地区草原土壤重金属呈现空间中等强度变异,个别重金属元素存在超标现象,土壤质量整体良好。     

基于全生命周期的猪粪重金属环境行为分析研究现状

猪粪重金属是农业重金属面源污染的重要来源,环境行为复杂,影响深远。笔者从全生命周期视角出发,对猪粪中重金属的来源、猪粪重金属环境行为及控制方法进行综述,指出猪粪中的重金属主要来源于污染的饲料原料及矿物质添加剂,饲料中重金属含量与猪粪中重金属含量具有明显的正相关性且在猪的不同生长阶段其相关系数也不同,猪粪重金属通过水体和土壤两种途径进入环境形成面源污染,以物理、化学和生物方式在环境中进行转化;去除和钝化是目前控制猪粪重金属污染的主要方法。最后对猪粪重金属环境污染提出了管控建议,以期实现种养的安全连接和良性循环,减轻猪粪重金属环境行为的影响。     

天水苹果园土壤重金属富集调查与污染评价

以天水市6个区县苹果园主产区为研究点,对其0~20 cm土壤pH 值、有机质和铜、锌、镉、铅、铬的含量及累积情况进行了检测及统计分析,并根据绿色食品产地土壤环境质量为标准,通过内梅罗综合指数法和污染负荷指数法对苹果园土壤环境质量进行了评价,结果显示：天水市苹果园土壤呈弱碱性,有机质含量均值为1.53%,所检测的5种重金属已有一定程度的积累,Cr、Pb、Zn均值都超过了甘肃省土壤的背景值;研究区土壤Cr、Pb、Cu三者在0.01和0.001水平具有显著正相关性,且这三种重金属与土壤有机质呈显著正相关;重金属累积的单项污染指数均小于1,内梅罗综合污染指数和污染负荷指数均在0.7以下,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量要求,其中Pb的累积对绿色苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。     

黔北轻污染耕地12种优势杂草重金属含量及富集特征

以一块黔北轻污染耕地生长的12种优势杂草及根区土壤为研究对象,采用野外采样和室内分析方法,利用贵州省土壤背景值、《食用农产品产地环境质量评价标准》、单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、富集系数和转移系数来评价土壤重金属污染状况及优势杂草对重金属的富集特征,为贵州山区重金属污染耕地的植物修复提供参考资料。结果表明,杂草根区重金属单因子污染指数范围为0.30~1.71,內梅罗综合污染指数为1.31,处于轻污染状态,其中Cd的贡献最大;调查区内生长的优势杂草,主要有铁苋菜、龙葵、艾草、稻槎菜、马唐草、黄秋葵、堇菜、野苋菜、革命菜、异叶黄鹌菜、风轮草和野葱,体内重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量范围分别为42.15~110.27 mg/kg、35.89~157.87 mg/kg、0.29~6.08 mg/kg和2.99~37.19 mg/kg,属一般植物正常含量范围,均未达到超富集植物水平,但铁苋菜、黄秋葵和革命菜对Cu、Zn、Cd,稻槎菜对Cu和Zn,野苋菜、堇菜和异叶黄鹌菜对Cd的富集系数和转移系数均大于1,具有成为超富集植物的潜力。     

高温好氧堆肥对猪粪中重金属的钝化技术研究

随着规模化和集约化畜禽养殖业的不断发展,产生的大量畜禽粪便对环境造成了严重威胁。而畜禽粪便中含有大量的重金属,对土壤和环境造成严重的污染,严重影响畜禽生长和人体健康。本研究以猪粪为研究对象,采用高温好氧堆肥方法,选用10%、20%添加量的风化煤、粉煤灰、草炭2种重金属钝化剂6个处理,研究其对重金属Cu、As、Cr的水溶态、交换态的钝化效果;旨在选取最优重金属钝化方法,为畜禽粪肥的推广无污染使用提供技术依据。     

从饲料源头减少畜牧业重金属污染

正农业污染是中国的一大污染,其中重金属污染是一种永久性污染,它不仅影响畜牧业的可持续性,而且对后代的可耕地也有影响。十二五期间中央财政用于污染土壤修复的资金为300亿元,包括受污染耕地、城市棕色地块及工矿区污染场地。但是,这些投入所起到的效果远赶不上土壤严重污染破坏的速度。目前,养殖业是土壤中Cu、Fe、Mn、Zn等重金属污染的主要来源。微量元素的不当使用会造成猪死亡以及生产性能下降。