吕腾腾, 徐鹏飞, 朱小玲, 等. 鸡粪罐式好氧堆肥过程对重金属有效性的影响[J]. 齐鲁工业大学学 , 2022, 36(3): 1-7. DOI:
10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2022.03.001
Lü T T, XU P F, ZHU X L, et al. Effect of aerobic composting of chicken manure on the availability of heavy metals[J]. Journal of Qilu University of Technology, 2022, 36(3): 1-7. DOI: 10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2022.03.001
|
鸡粪罐式好氧堆肥过程对重金属有效性的影响 |
吕腾腾1, 徐鹏飞1, 朱小玲2, 丁彦冰3, 张杰1
摘要：通过120 m3发酵罐快速堆肥, 分析了鸡粪(CM1)和鸡粪+菌渣(CM2)两组堆肥过程理化因素和重金属Cd、Pb、Cr有效性的变化, 并利用SPSS对理化因素与酸可交换态(Ext)Cd、Pb、Cr的占比进行Pearson相关性分析。CM1和CM2组的温度由第1 d的26.30 ℃和29.13 ℃分别上升至第3 d的66.13 ℃和72.23 ℃, 并在此阶段维持了约2~4 d; 两组样品中含水量, 有机质(OM), 总碳(TC), 总氮(TN)和致病菌E.coli与Sal的含量均明显降低; pH, EC和腐殖酸(HA)含量上升。CM1中Ext-Cd、Ext-Cr和Ext-Pb的占比分别降低了14.79%, 42.31%和49.78%;而CM2中Ext-Cd、Ext-Cr和Ext-Pb的占比分别降低了64.90%, 77.94%和53.22%, 这表明好氧堆肥过程对Cd、Pb和Cr的分布状态产生明显影响, 其中C/N、HA和OM与Ext-Cd、Ext-Cr和Ext-Pb的占比呈负相关, 较高的C/N更有利于降低Cd、Pb和Cr的生物有效性, 这进一步说明堆肥过程添加菌渣能够促进重金属Cd、Pb、Cr的固定化。
关键词：鸡粪堆肥 理化因素 重金属有效性 相关性分析
Effect of aerobic composting of chicken manure on the availability of heavy metals
吕腾腾1;徐鹏飞1;朱小玲2;丁彦冰3;张杰1
摘要(Abstract)：
通过120 m3发酵罐快速堆肥,分析了鸡粪(CM1)和鸡粪+菌渣(CM2)两组堆肥过程理化因素和重金属Cd、Pb、Cr有效性的变化,并利用SPSS对理化因素与酸可交换态(Ext)Cd、Pb、Cr的占比进行Pearson相关性分析。CM1和CM2组的温度由第1 d的26.30 ℃和29.13 ℃分别上升至第3 d的66.13 ℃和72.23 ℃,并在此阶段维持了约2～4 d;两组样品中含水量,有机质(OM),总碳(TC),总氮(TN)和致病菌E.coli与Sal的含量均明显降低;pH,EC和腐殖酸(HA)含量上升。CM1中Ext-Cd、Ext-Cr和Ext-Pb的占比分别降低了14.79%,42.31%和49.78%;而CM2中Ext-Cd、Ext-Cr和Ext-Pb的占比分别降低了64.90%,77.94%和53.22%,这表明好氧堆肥过程对Cd、Pb和Cr的分布状态产生明显影响,其中C/N、HA和OM与Ext-Cd、Ext-Cr和Ext-Pb的占比呈负相关,较高的C/N更有利于降低Cd、Pb和Cr的生物有效性,这进一步说明堆肥过程添加菌渣能够促进重金属Cd、Pb、Cr的固定化。
关键词(KeyWords)： 鸡粪堆肥;理化因素;重金属有效性;相关性分析
基金项目(Foundation): 山东省自然科学基金(ZR2020KE038);国家自然科学基金(51978347)
DOI: 10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2022.03.001
参考文献(References)：
[2] 王禄山.整合宏组学方法的建立与天然秸秆堆肥生境中功能微生物与酶系的动态变化规律分析[C]//中国生物工程学会第十届学术年会暨2016年全国生物技术大会论文集.哈尔滨:2016.
[3] WONG J,LI G X,WONG M H.The growth of Brassica chinensis in heavy-metal-contaminated sewage sludge compost from Hong Kong[J].Bioresource Technology,1996,58(3):309-313.
[4] 晏琛,曹雷鹏,刘玉环,等.利用新型高温好氧堆肥器提高鸡粪谷壳有机肥肥效[J].环境工程学 ,2021,15(3):1103-1111.
[5] MCCONNELL D B,SHIRALIPOUR A,SMITH W H.Compost application improves soil properties[J].Biocycle,1993,34(4):61-63.
[6] 罗文杰,李薇,马娟.养殖粪污生产有机肥发酵罐设备及工艺研究现状分析[J].新疆畜牧业,2018,33(7):15-16.
[7] 栾润宇,高珊,徐应明,等.不同钝化剂对鸡粪堆肥重金属钝化效果及其腐熟度指标的影响[J].环境科学,2020,41(1):469-478.
[8] 高兆慧,王丽莉,范信生,等.粉煤灰对猪粪堆肥重金属形态及浸出特性的影响[J].环境工程学 ,2017,11(10):5630-5636.
[9] 李雨清,何江,吕昌伟,等.富里酸对重金属在沉积物上吸附及形态分布的影响[J].环境科学,2016,37(3):1008-1015.
[10] 鲍艳宇,娄翼来,颜丽,等.不同畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属Pb Cd Cu Zn的变化特征及其影响因素分析[J].农业环境科学学 ,2010,29(9):1820-1826.
[11] 刘泽龙,王选,曹玉博,等.立式筒仓反应器堆肥技术工艺优化研究[J].中国生态农业学 (中英文),2020,28(12):1979-1989.
[12] IVANCIC I,DANILO D.An optimal manual procedure for ammonia analysis in natural waters by the indophenol blue method[J].Water Research,1984,18(9):1143-1147.
[13] 姜新有,王晓东,周江明,等.初始pH值对畜禽粪便和菌渣混合高温堆肥的影响[J].浙江农业学 ,2016,28(9):1595-1602.
[14] 刘昌岭,朱志刚,贺行良,等.重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法快速测定海洋沉积物中有机碳[J].岩矿测试,2007(3):205-208.
[15] 孙瑞.国内外水质总氮检测设备研究现状和发展趋势[J].山西化工,2022,42(1):42-44.
[16] WALKER N J.Real-time and quantitative PCR:applications to mechanism-based toxicology[J].Journal of biochemical and molecular toxicology,2001,15(3):121-127.
[17] 张朝阳,彭平安,宋建中,等.改进BCR法分析国家土壤标准物质中重金属化学形态[J].生态环境学 ,2012,21(11):1881-1884.
[18] NEMATI K,BAKAR N,ABAS M R,et al.Speciation of heavy metals by modified BCR sequential extraction procedure in different depths of sediments from Sungai Buloh,Selangor,Malaysia[J].Journal of Hazardous Materials,2011,192(1):402-410.
[19] 张亚宁.堆肥腐熟度快速测定指标和方法的建立[D].北京:中国农业大学,2004.
[20] JAIN M S,JAMBHULKAR R,KALAMDHAD A S.Biochar amendment for batch composting of nitrogen rich organic waste:Effect on degradation kinetics,composting physics and nutritional properties[J].Bioresource Technology,2018,253:204.
[21] ZHANG L,LI L,PAN X,et al.Enhanced growth and activities of the dominant functional microbiota of chicken manure composts in the presence of maize straw[J].Frontiers in Microbiology,2018,9:1131.
[22] 李英军,何小松.鸡粪堆肥水溶性有机物转化特性研究[J].环境工程学 ,2010,4(9):2135-2140.
[23] GUO H N,WANG L X,LIU H T.Potential mechanisms involving the immobilization of Cd,As and Cr during swine manure composting[J].Scientific Reports,2020,10(1):16632.
[24] 何增明.猪粪堆肥中钝化剂对重金属形态转化及其生物有效性的影响研究[D].长沙:湖南农业大学,2011.
[25] WANG L,LI Y,PRASHER S O,et al.Organic matter,a critical factor to immobilize phosphorus,copper,and zinc during composting under various initial C/N ratios[J].Bioresource Technology,2019,289:121745.
声明：本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点，如有内容涉及侵权，请您立即联系本站处理，非常感谢！