猪粪对土壤不同形态铜、锌含量及蔬菜的影响

研究土壤中施入猪粪有机肥后各形态铜、锌含量的变化发现,土壤中施入猪粪有机肥后,各形态铜含量均有所上升;各形态的锌含量升降不一,其中残留态呈下降趋势,其他各形态含量均有所上升。未添加猪粪有机肥的土壤中所种植的花椰菜中铜、锌含量分别为(0.86±0.22)、(4.76±1.09)mg·kg^-1,添加猪粪有机肥的土壤中所种植的花椰菜中铜、锌含量分别为(3.25±0.87)、(9.24±1.30)mg·kg^-1。     

不同钝化剂对猪粪堆肥中重金属的钝化效果研究

采用添加了沸石、钙镁磷肥和煤灰3种物质作为钝化剂的猪粪堆肥栽培小白菜,测定小白菜的重金属含量、产量及全N、全P、全K的含量。结果显示,添加钝化剂能显著降低堆肥中可被吸收的重金属含量,其中以添加2.5%沸石+2.5%粉煤灰处理的钝化效果最佳;钝化剂对小白菜的产量及全N、全P、全K含量的影响不显著。     

低分子有机酸去除猪粪中铜锌的效率研究

为探究低分子有机酸对猪粪中重金属的去除效果,通过振荡浸提法研究了柠檬酸、酒石酸、草酸和苹果酸在不同浓度、时间、pH值和固液比条件下对猪粪中Cu和Zn的去除效果。结果表明,猪粪中Cu、Zn的去除率均随有机酸浓度的增加呈线性上升趋势。当有机酸浓度为0.20 mol·L-1时,草酸作用下的Cu和Zn去除率分别为42.37%和47.63%,而柠檬酸作用下二者分别为27.19%、77.17%。动力学试验表明,猪粪中Cu、Zn去除率随反应时间的延长呈倒数上升趋势,在240 min时二者均达到较高去除率;Cu、Zn的去除主要在酸性条件下进行,在pH值为2.00时它们的去除率分别高达41.89%和68.14%,而后随pH值增加而迅速降低;固液比为1∶10时二者均可达到较高去除率。此外,猪粪经有机酸浸提后呈酸性,且TP和TK含量显著降低,分别为8.97~10.87 g·kg~(-1)和4.97~6.23 g·kg~(-1),但其TN含量无显著变化,且有机质含量相对略微增加。由此可知,低分子有机酸是一种能有效修复猪粪Cu、Zn污染的潜力材料。     

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。     

模拟酸雨对施用猪粪的菜园土壤重金属有效性的影响

采用室内培养方法,研究了酸雨对施用富含重金属的猪粪后菜园土壤重金属有效态含量的影响。结果表明,酸雨可显著降低菜园土壤pH值,但有机肥处理对酸雨有一定的缓冲作用。土壤Cu,Zn,Cd和Pb的有效态含量均随酸雨处理H⁺浓度的提高而有不同程度的增加,有效态As含量则随H⁺浓度的提高而降低,添加猪粪处理（M）与无机重金属处理（HM）的重金属有效态含量没有明显的差异,但含量均高于对照（CK）。可见,除了As外,源于有机肥的重金属与无机重金属的有效性同样受到酸雨的促进作用,具有一定的环境风险。因此,在酸沉降频繁的南方地区,长期大量施用富含重金属的猪粪在改善菜园土壤养分状况的同时也增加了土壤环境和蔬菜的重金属污染的风险。     

热解温度对猪粪生物炭中Cu和Zn生物有效性的影响

为探究热解温度对猪粪中Cu和Zn生物有效性的影响,以猪粪为原料,明确了不同热解温度(300℃、500℃和700℃)下制备猪粪生物炭中Cu和Zn有效性的变化,并评价了施用该猪粪生物炭对水稻Cu和Zn吸收的影响。结果表明,与猪粪原料相比,热解显著提高了猪粪生物炭中Cu和Zn的浓度,但显著降低了猪粪生物炭中有效态Cu和Zn(DTPA-Cu和DTPA-Zn)的浓度。与施用猪粪相比,施用猪粪生物炭均显著提高了水稻根中Cu和Zn的浓度;施用300℃制备的猪粪生物炭对穗中Cu和Zn的浓度均无显著影响;施用500℃制备的猪粪生物炭显著降低了穗中Zn的浓度,而对穗中Cu的浓度无显著影响;施用700℃制备的猪粪生物炭显著降低了穗中Cu和Zn的浓度。与施用猪粪相比,施用300℃制备的猪粪生物炭显著增加了根中Cu和Zn的积累量,而显著降低了茎叶和穗中Cu和Zn的积累量;施用500℃和700℃制备的猪粪生物炭均显著降低了茎叶和穗中Cu和Zn的积累量,但两种生物炭之间无显著性差异。因此,在考虑制备成本的基础上,研究认为猪粪生物炭的最适热解温度为500℃以降低猪粪中Cu和Zn对水稻的生物有效性。     

猪粪对黑土-水稻系统中铜的化学形态、生物积累和有效性的影响

采用盆栽实验研究猪粪对铜(Cu)在土壤-水稻系统中的化学形态、生物积累和有效性的影响.结果表明:土壤中人为添加的Cu主要以有机结合态和残留态存在,随着土壤中Cu含量的增加,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Cu比例增加,其中碳酸盐结合态和有机结合态Cu的增加速率最快,添加1%猪粪能减少土壤Cu的迁移能力,促使非结合态Cu离子向结合态转化;添加1%猪粪处理可以显著降低水提取态和二乙基三胺五乙酸-三乙醇胺(DTPA-TEA)提取态Cu的量(P<0.01),使毒性特性溶出程序(TCLP)提取态Cu的量有少量增加,但没达到显著水平;相比1%猪粪处理,添加3%的猪粪有相反的效果.对水稻不同部位Cu含量测定结果表明:与根部相比,水稻地上部分Cu含量很低;w(Cu)≥400mg爛kg-1处理中米粉Cu含量超过国家食品卫生标准(GB 15199-1994,w(Cu)≤10mg爛kg-1),添加猪粪能使水稻各部分Cu含量显著降低(P<0.01),以1%猪粪处理效果最佳;适量添加猪粪到Cu污染土壤中可以降低Cu的生物有效性,但大量猪粪的长期施用导致土壤中Cu的积累会带来严重的环境生态安全问题.     

施用猪粪土壤中抗生素的降解、植物有效性及土壤酶活性变化

在土壤中添加不同用量(0、1%、2%和4%)猪粪进行土壤培养和荔枝盆栽试验,研究来自猪粪的抗生素(金霉素、强力霉素)在土壤360 d内的降解动态和土壤酶活性的变化,并探讨不同时间(153 d和210 d)收获的荔枝植株吸收两种抗生素能力变化。结果表明:施用猪粪显著提高土壤两种抗生素含量(P0.05),金霉素和强力霉素在土壤中的半衰期分别为26.84 d和58.89 d;施入猪粪可提高土壤过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。当猪粪施用量为1%和2%时,土壤3种酶活性与金霉素和强力霉素含量为显著正相关(P0.05)。随荔枝生长时间延长,植株金霉素含量显著提高,但与猪粪用量关系不大;植株强力霉素含量随猪粪用量增加而显著提高,但随荔枝生长被生物量稀释而下降。金霉素在植株体内向上转移能力较强(转移系数0.595~0.789),强力霉素则很弱(转移系数0.01)。收获荔枝植株后,根际土壤两种抗生素的累积也与猪粪用量正相关。荔枝为多年生果树,如长期连续大量施用此类禽畜粪肥,可能造成抗生素在果园土壤的累积,荔枝果实存在吸收抗生素、尤其是金霉素的风险。     

重金属锌对猪粪堆肥过程中氧化还原类酶活性的影响

以猪粪和秸秆为主要试验材料,添加不同浓度重金属Zn,采取发酵罐处理方法,在好氧高温条件下研究了重金属Zn对猪粪堆肥过程中多酚氧化酶、脱氢酶活性的变化,以及堆腐过程堆体温度、堆料pH值、胡敏酸E4/E6值的变化.结果表明:(1)低量重金属Zn处理(L)较不添加重金属Zn(CK)和添加高鼍重金属Zn(H)堆料升温快、温度高、高温持续时间长.(2)重金属Zn的加入对堆料的pH值影响不大,不是影响堆肥进程的直接原因.(3)H处理在整个堆肥过程中E4/E6值均高于L和CK,表明高浓度Zn处理抑制腐殖质的缩合和芳构化.(4)L处理的多酚氧化酶活性大多数时间高于H处理的活性,说明低量重金属Zn更好地促进了木质素的降解及其产物的转化.(5)从整个堆肥过程来看,3个不同处理的脱氢酶活性表现出一定的不稳定性,可能是重金属对脱氢酶活性有抑制作用的同时发生"抗性酶活性"现象.     

生物炭添加对猪粪菌渣堆肥过程中Cu、Zn的钝化作用

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3个单位,至堆肥结束时提高堆肥含水率15.6%～20.0%。添加生物炭改善了通气条件、pH、含水率等堆肥性质,加速了堆肥进程,其中6%和9%生物炭添加处理高温持续期显著高于未添加生物炭处理。堆肥处理后,猪粪、菌渣等混合物料中交换态Cu、Zn含量分别下降了4.25%～12.06%和2.83%～20.87%;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性。堆肥物料中适量添加花生壳生物炭可提高对重金属Cu、Zn的钝化作用,其中6%生物炭添加处理对重金属Cu、Zn的钝化效果最好,分别为18.84%和11.55%。适量添加生物炭可加速猪粪菌渣堆肥进程和降低堆肥中Cu、Zn有效性,其中以6%生物炭添加量的钝化效果最好。     

EDTA、皂素及其混剂淋洗去除猪粪中Cu、Zn的研究

为了解皂素、EDTA用作淋洗剂对畜禽粪便中重金属的去除效果,以某规模化养殖场的猪粪为研究对象,进行振荡提取实验,研究了单一和混合淋洗剂在不同淋洗剂浓度、pH、液固比、反应时间等条件下对猪粪中Cu、Zn的浸出效果,并对处理前后的重金属形态和农用性能进行了分析。结果表明：EDTA和混剂对重金属的去除效果较好,EDTA在浓度为0.1 mol·L^-1,液固比25：1,反应时间30 h,淋洗液原始pH值的条件下,对Cu、Zn去除率分别为75.28%和89.26%;0.05 mol·L^-1 EDTA和2%皂素组成的混剂在液固比25：1,反应时间为12 h,淋洗液原始pH时,对Cu、Zn去除率分别为81.44%和91.27%。皂素主要去除离子可交换态和部分碳酸盐结合态,EDTA和混剂可以有效去除离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态。淋洗后猪粪中有机质、全氮、全钾、全磷的平均含量分别为897.93、20.15、0.64、8.66 g·kg^-1。研究表明：EDTA和混剂对猪粪中Cu、Zn的去除效果非常好,可以实现非稳定形态的高效去除,处理后猪粪中Cu和Zn的含量远低于限量标准,毋需后续固化处理,且淋洗后的猪粪仍有很高的营养价值和肥力。     

不同钝化剂对猪粪中重金属Cu Zn Mn钝化效果的研究

为降低猪粪中重金属的生物可利用性,探讨了硫化钠、凹凸棒土、粉煤灰、熟石灰4种钝化剂对猪粪中重金属钝化效果的影响。钝化28 d的实验结果表明,在4种钝化剂投加量分别为1%、10%、10%、10%的情况下:硫化钠对猪粪中Cu的钝化率可达86.84%,对Zn的钝化率为65.64%;凹凸棒土对Cu的钝化率为87.86%,对Zn的钝化率为32.82%;粉煤灰对Cu的钝化率为74.70%,但对猪粪中的Zn是活化作用;熟石灰对Zn的钝化率为26.59%,但对猪粪中的Cu是活化作用。在这4种钝化剂中,硫化钠、凹凸棒土和粉煤灰对猪粪中Mn起到一定的钝化作用,熟石灰则是活化猪粪中的Mn。综上所述,硫化钠和凹凸棒土作为钝化猪粪中重金属的添加剂,可以有效降低猪粪中重金属的生物可利用性。     

蚯蚓堆制猪粪过程中Cu、Zn形态变化与关键酶活性间关系的研究

本研究以半腐熟猪粪为研究对象,利用蚯蚓进行生物处理,探讨蚯蚓堆制猪粪过程中重金属形态与关键酶活间的关系。采用MBCR连续浸提法,研究了猪粪中重金属(Cu、Zn)的赋存形态和关键酶(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、脱氢酶)的相关性。试验设4个处理,分别接种3种密度的蚯蚓(基质均为2 kg猪粪):对照处理(猪粪2 kg,不接种蚯蚓,CK);处理1,蚯蚓处理(蚯蚓/基质为1/40,T1);处理2,蚯蚓处理(蚯蚓/基质为1/20,T2);处理3,蚯蚓处理(蚯蚓/基质为1/10,T3)。研究表明,与CK相比,T1、T2、T3各处理的重金属含量与酶活性的变化如下:重金属Cu的含量分别降低了19.66%、24.81%、26.41%,Zn含量分别降低了10.82%、14.34%、19.58%;蔗糖酶活性分别升高55.47%、46.87%和34.83%,碱性磷酸酶活性分别升高了116.38%、100.48%和94.65%,脲酶活性分别降低了42.02%、26.73%和10.08%,脱氢酶活性分别升高了32.79%、58.97%、53.87%。由本试验得出,蚯蚓处理后的堆制物中Cu、Zn两种重金属元素的含量下降,重金属形态随着蚯蚓处理向稳定态转化,两种重金属的形态均表现为残渣态含量较高。蚯蚓堆制过程中,各处理较CK处理能够显著提高酶活性。Cu、Zn的各化学形态与酶活性的关系是,可还原提取态和可氧化提取态对堆制物酶活性的抑制作用最大,残渣态和弱酸提取态对堆制物酶活性有一定的抑制作用,水溶态对堆制物酶活性影响程度较小。     

膨润土和腐植酸对猪粪堆肥Zn、Cu钝化和微生物群落的影响

为提高堆肥资源化利用,减少农业面源污染,通过单独添加10%膨润土（BT）、10%腐植酸（HA）以及2.5%膨润土+7.5%腐植酸（BH1）、5.0%膨润土+5.0%腐植酸（BH2）和7.5%膨润土+2.5%腐植酸（BH3）混合添加的方式,开展了其对猪粪堆肥重金属Zn、Cu钝化效果及微生物群落组成影响的研究。结果表明：添加膨润土和腐植酸延长了堆肥高温期,BH3处理的可溶性有机碳（DOC）降解率达40.52%,较对照（CK）显著提高12.46个百分点（P<0.05）。堆肥过程中,BH3处理下的Cu生物有效态占比较堆肥前下降12.17个百分点,而Zn可氧化态占比较堆肥前上升29.74个百分点,降幅和升幅均显著高于其余处理（P<0.05）。与CK和单独添加处理相比,混合添加可显著提高重金属Cu、Zn钝化效率,BH3处理对Cu和Zn的钝化率分别达79.84%和36.97%,较CK分别显著提高47.80个百分点和23.09个百分点（P<0.05）。膨润土和腐植酸混合添加,不同程度地促进了厚壁菌门、梭菌纲等参与纤维降解的有益物种相对丰度的升高。BH3处理下拟杆菌门和拟杆菌纲的相对丰...     

长期施用猪粪稻田的重金属迁移规律与累积风险

在国家大力推进畜禽养殖废弃物资源化利用的背景下,为探究长三角地区“猪-稻”种养结合模式猪粪全量还田潜在的农田土壤重金属累积风险问题,对6类特征重金属在“饲料-粪污-土壤”系统中的迁移规律进行了为期5年的连续跟踪监测。结果显示,As、Cr、Pb、Cu、Zn和Cd等重金属在饲料中均有检出,Cu和Zn含量远高于NY/T 65—2004《猪饲养标准》中的推荐添加量。粪便中各类重金属含量总体呈现“秋冬高、春夏低”的特点,其中,冬季粪便中Cr、Cu、Zn和As的质量浓度最高,分别为115.9、1 150.1、1 630.0、2.62 mg·kg^-1。配套农田耕作层(0～20 cm)土壤中As、Cr、Cd、Cu和Zn的含量表现出明显的累积趋势,其中Cu、Zn的累积效应较明显,平均年累积率分别高达5.13、2.29 mg·kg^-1。各重金属均向深层土壤发生了迁移,Pb、Cu、Zn、Cd总体上呈现出一定的纵向递减的变化规律,但深层土壤中As、Cr的含量有所增加,表现出较为明显的淋溶下移性特点。归趋分析结果显示,稻米中的Cd含量占输入总量的9.11%,远高于其他...     

施用蚓粪对温室菜田土壤 DTPA 浸提态铁锰铜锌含量的影响

为资源化利用蚓粪,采用保护地田间试验的方法,设置单施猪粪(PM)、单施蚓粪(EM)、单施化肥(CF)、不施肥(CK)4个处理,研究蚓粪(EM)对土壤微量元素Fe、Mn、Cu、Zn有效性的影响.结果表明:蚓粪(EM)处理明显降低土壤有效锰含量,猪粪(PM)处理明显降低土壤有效铁含量,化肥能降低土壤pH值及提高土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn的含量.茄子盛果期,土壤有效锰、锌含量与土壤pH呈极显著负相关,有效铁、铜与pH负相关性不明显;土壤有效锌含量与有机质呈极显著正相关,其余微量元素的有效含量与有机质相关性不明显.土壤pH是影响土壤锰、锌有效性的主要因素.     

不同钝化剂对猪粪堆肥处理重金属形态转化的影响

采用室外模拟堆肥试验,研究了4种重金属钝化剂（A：2．5％沸石＋2．5％粉煤灰;B：2．5％沸E＋5．0％磷矿粉;C：2．5％沸石＋2．5％钙镁磷肥;D：2．5％沸石）与CK（不添加钝化剂）处理对猪粪堆肥中Cu、Pb、Zn形态转化的影响．结果表明,堆肥处理促进猪粪中重金属Cu、Pb、Zn由活性高的可交换态向活性低的残渣态转化;堆肥中添加钝化剂沸石、粉煤灰、磷矿粉、钙镁磷肥,能提高堆肥对重金属Cu、Pb、Zn的钝化能力;处理A和B对可交换态重金属Cu、Pb和Zn的钝化效果均在80％以上,与对照差异显著．     

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。