大型猪场废水处理新工艺及回用农业技术通过专家验收

农业部环境保护科研监测所承担的天津市科委自然科学基金重点项目“大型猪场废水处理新工艺及回用农业技术”近期通过了天津市科委组织的专家验收。该项技术采用厌氧折流板（ABR）和改良SBR组合工艺处理猪场废水，废水处理后达到国家农田灌溉水质标准。形成一体化处理设备获得国家实用新型专利（专利号：ZL200420029270．7）。通过在宁河原种猪场进行现场小试，效果良好，得到用户肯定。该套工艺具有投资省，运行成本低，管理方便等特点。我们愿为社会上不同规模畜禽养殖场粪污的处理提供技术咨询、工艺设计和运行调试等多项技术服务。     

牛场肥水灌溉对土壤氨氧化微生物的影响

以不同牛场肥水灌溉制度下河北省徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,通过构建氨氧化细菌和氨氧化古菌的amoA 基因克隆文库,利用T-RFLP方法研究了5种施肥处理(CK:不施肥;CF:300 kg N·hm^-2,120 kg P₂O·hm^-2,75 kg K₂O·hm^-2;T4:105 kg N·hm^-2,39 kg P₂O₅·hm^-2;T5:210 kg N·hm^-2,78 kg P₂O₅·hm^-2; T11:317 kg N·hm^-2,117 kg P₂O₅·hm^-2)下土壤中氨氧化细菌及氨氧化古菌的多样性及其群落结构演变。氨氧化细菌T-RFLP结果显示,T5 处理土壤中氨氧化细菌的 Shannon-Wiener指数(H')和 Pielou指数(E)均最高, T11处理最低,表明T5处理增加了土壤中氨氧化细菌的多样性和丰富度,T11处理一定程度上降低了氨氧化细菌的多样性和丰富度。基于amoA基因建立的系统进化树显示,土壤中氨氧化细菌主要属于Nitrosospira 和Nitrosomanas。氨氧化古菌T-RFLP结果显示,T11处理氨氧化古菌Shannon-Wiener指数(H')、Simpson 指数(Ds)和Pielou指数(E)均最高,表明T11处理增加了土壤中氨氧化古菌的多样性和丰富度。氨氧化古菌的系统发育树显示大部分氨氧化古菌amoA序列与 Cluster S 聚为一类,且占主导地位,少数序列为Unclassified-Archaea(未分类古菌)。最大优势菌与来自中国荷斯坦奶牛瘤胃样品的氨氧化古菌Clone属于同种,推测牛场肥水灌溉增加了土壤的氨氧化古菌的群落多样性。     

皂角苷对几种生活污泥中和的去除

为探讨皂角苷对污泥中Cu和Zn去除的机制,采用化学淋洗的方法研究皂角苷浓度（0~7%）、pH（2~6）、振荡时间（0~48 h）、温度（10、25、40℃）和提取次数（1~4次）对四种生活污泥中Cu和Zn去除率的影响,分析去除前后重金属的形态,并监测去除过程中浸出液pH的变化。结果表明,单次淋洗条件下,皂角苷对Cu的去除率大于Zn;皂角苷溶液的pH对Cu的去除没有显著影响,而Zn的去除率在pH下降到2时明显增加;Cu经过6~12 h的振荡就能达到最大去除,Zn则需要经过较长时间的振荡（48 h）才能达到较好去除;提高振荡温度,Cu的去除率降低而Zn的增加;随着提取次数的增加,Cu和Zn的去除率均增加,Cu的去除以第1次提取为主,Zn的4次提取均有较好效果,用3%的皂角苷溶液连续4次提取后,Cu和Zn的累积去除率最大分别达到32.61%和39.32%;增加振荡时间、提高振荡温度、增加提取次数以及降低皂角苷溶液pH均能降低浸出液的pH。经过3%的皂角苷溶液的提取,污泥中各形态Cu的含量均减少,其中66%以上的酸溶态被去除;而Zn的酸溶态含量减少不明显,可还原态、可氧化态和残渣态均有所降低,但以残渣态的减少为主。     

蚯蚓堆肥对畜禽粪污耐药基因的影响研究进展

抗生素耐药基因作为一种新型环境污染物,严重威胁着人体健康与动物安全,与其直接相关的细菌耐药性问题也已成为目前世界环境与医学领域关注的焦点。畜禽养殖业是我国经济发展和农业现代化的中轴产业,同时也是耐药基因污染的重要源头,蚯蚓堆肥对合理利用畜禽粪便、促进我国农业绿色发展具有重要意义,而摸清蚯蚓堆肥畜禽粪便及后续产物利用过程中耐药基因的行为规律和环境归趋则是其合理利用的关键。本文在简要论述蚯蚓堆肥畜禽粪便现状的基础上,聚焦蚯蚓堆肥及产物利用过程中耐药基因污染问题,梳理总结了转化及产物利用过程中耐药基因的污染赋存特征、环境行为规律及迁移主控因子,并提出基于“畜禽粪便-蚯蚓堆肥-蚓粪还田”资源化利用全过程的耐药基因污染防控建议及展望,以期为我国畜禽粪便资源化、无害化利用及农业绿色发展提供参考。     

接种物与猪粪秸秆比对初次启动固体酸化过程的影响

为优化猪粪和秸秆混合物固体酸化的启动条件,该研究分别以碳氮比为11.9、16.0、17.8和22.2的猪粪、秸秆混合物为原料,消化污泥和活性污泥为接种菌,研究厌氧消化反应启动时污泥种类和碳氮比对固体酸化过程的影响,以探索适于初次启动的产酸相的接种菌和混合比例.结果表明:与消化污泥相比,活性污泥具有较高的降解性能和产酸能力;活性污泥接种条件下,在试验碳氮比范国内,以碳氮比为17.8混合物为原料时,有机酸质量浓度可达14g/L,乙酸、丙酸的质量分数分别在50％和20％左右,挥发性固体降解率达23％,表现出较佳的水解和酸化性能,可以满足初次启动的产酸相的要求.     

农村沼气-秸秆气-太阳能"三能合一"综合运行模式探讨——以天津市邦均镇示范工程为例

介绍了农村沼气-秸秆气-太阳能"三能合一"综合运行模式,以邦均镇为例对"三能合一"模式进行了经济、生态和社会效益分析。分析表明,"三能合一"综合运行模式可以改善农村环境卫生状况,还能生产可再生能源,同时沼渣和沼液可以作为优质有机肥循环利用,该模式的技术和产品还可商业化,能取得良好的经济、生态和社会效益。     

污水灌溉条件下氮素运移规律及模型研究进展

随着水资源短缺以及环境污染问题的加剧,对污水灌溉的研究越来越受到重视。污水中的氮既是主要营养元素,同时也是重要的污染物质,其运移的机理、影响因素等问题,已成为研究的重点。概述了氮素转化和运移的方式及影响因素、运移规律和模型的研究进展,对存在的问题和发展趋势进行了探讨。     

应用RZWQM模型模拟华北玉米土壤剖面水氮迁移及淋溶特征

以河北石家庄大河实验站玉米-小麦轮作系统为研究对象,应用RZWQM模型对玉米季土壤剖面水分和硝态氮含量、硝态氮淋溶和氨挥发特征以及作物产量进行模拟,提出控制硝态氮淋溶的玉米施肥方案。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施氮量分别为575、400、215、0 kg·hm-24个处理,应用轮作周期施氮量为575 kg·hm-2处理玉米季土壤剖面含水量、硝态氮和产量数据进行模型参数率定,应用其他3个施肥处理进行模型参数的验证。结果表明:率定与验证过程中土壤剖面含水量均方根误差方差分别为0.003 6、0.010 6 cm3·cm-3,4个处理土壤剖面硝态氮RMSE分别为6.56、7.30、3.64、1.53mg·kg-1。在模型参数率定和验证的基础上,开展了RZWQM模型对轮作制度下玉米季土壤硝态氮淋溶和氮挥发的预测,虽然预测结果与实际值存在偏差,但在总体上RZWQM模型可以较好地模拟华北石家庄地区土壤剖面水氮的迁移转化,并且可为日后进一步准确预测和估算更大地区的土壤硝态氮淋溶提供一种便捷可靠的方法。     

连续四年施用规模化猪场猪粪温室土壤重金属积累研究

分别采集连续施用0～4年猪粪的蔬菜温室土壤和蔬菜果实样品,测定土壤和果实中Cu、Zn、Pb、Mn、Cr、Cd、Ni和As全量以及土壤中Cu、Zn、Pb、Mn、Cd和As有效态含量,对测定数据进行了Fisher小样本非参数随机化显著水平检验,研究连续4年施用规模化猪场猪粪的温室土壤重金属积累、重金属有效态含量变化及对蔬菜可食部分的影响。结果表明,连续4年施用猪粪,主要导致土壤中Cu和Zn的积累,As有一定积累,Pb、Cd、Ni和Cr短期积累效应不明显,Mn积累不明显,长期大量施用猪粪,Pb、Cd、Ni和Cr有积累的风险;土壤pH值降低;Cu、Zn有效态与全量呈显著正相关(p<0.05),与pH值呈极显著负相关(p<0.01);Pb、Cd和Mn有效态与pH值呈显著负相关(p<0.05);Cu、Zn、Pb、Cd和Mn有效态含量增加;有效态As与全As含量和pH值相关性不明显,但连年施用猪粪As有效态含量增加;连续4年施用规模化猪场猪粪的温室生产的部分番茄和黄瓜As含量超标。若连续以150 m³/(hm²·a)的猪粪施用量于该研究区蔬菜温室,土壤中全Cu和全Zn含量分别经过10年和15年可能超过国家农田土壤二级标准。该研究可为降低温室土壤重金属污染风险提供依据。     

黄鸢尾对牛场养殖废水肥用过程中的耐受性研究

为更有效地利用水生植物黄鸢尾处理牛场养殖废水,初步探明黄鸢尾净化牛场养殖废水过程中的关键影响因素,以不同稀释比例牛场废水水培黄鸢尾为研究对象,通过探究黄鸢尾的生长速率与稀释浓度的关系,分析黄鸢尾生长速率与各个污染物指标去除率之间相关性,研究黄鸢尾在牛场废水不同稀释浓度下的耐受性。结果表明：黄鸢尾作为水质净化系统中常见的植物,能有效降低牛场废水中的氮磷,净化水质。当牛场废水浓度高于T3水平（15∶1稀释）时,表现出生长受抑制,一周之后,黄鸢尾对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除率可以达到57.1%、59.49%、82.59%和72.39%,其中对TN、TP去除效果最为显著。研究表明,当牛场废水稀释之后,控制稀释比例在T3水平时,黄鸢尾生长不会受到抑制,对牛场粪污废水中的污染物表现出较好的消纳和去除效果。