施用垃圾堆肥土壤重金属在不同温度和酸雨条件下的淋溶特征

采用淋洗法,研究了垃圾堆肥中重金属在不同温度与模拟酸雨条件下的淋溶特征。结果表明,随着淋洗次数的增加,淋洗液中Cd、Cr、Cu、Ni和Pb的含量都有很大程度的减少。Cd、Cr、Cu和Ni 4种金属在模拟酸雨的情况下淋出量明显高于蒸馏水的情况,增幅都在116%和351%之间,差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),而酸雨对Pb的淋出影响较小。在酸雨淋洗下,重金属的淋出率在30℃时达到最大,其中Ni随着温度的变化相对较小。而在蒸馏水淋洗下,重金属的淋出率随着温度的变化相对平稳。此外,5种重金属的淋出率明显不同,其中Cr和Ni的淋出率相对较大,Pb最小。     

Assessment of Human and Ecosystem Risk Due to Agricultural Waste Compost Application on Soils: A Review

Agricultural wastes (AW) are often characterized by varying pH and substantial contamination potential, which are mainly related to their high organic load, thus affecting—when improperly disposed of—soils, living organisms, and water bodies. Composting of AW is the most commonly used management option and results in the production of soil improver that enhances crop growth and contributes to agricultural sustainability. This study aims to present the framework for assessing human and ecosystem risk when compost produced from AW is applied on soil. In order to develop this framework, issues such as origin, composition and pre-treatment of AW, application rates on soils, bioavailability and mobility of contaminants present in compost, exposure routes and rates as well as determination of the fate of contaminants in soil, air, and water, should be taken into consideration.     

施用畜禽粪便堆肥品的蔬菜地CH4、N2O和NH3排放特征

农田是重要的温室气体排放来源之一,其中蔬菜地的温室气体排放日益受到人们关注.以北京市郊某温室种植的油麦菜地为研究对象,通过大棚试验,考察和比较了油麦菜地施用不同类型畜禽粪便堆肥产品的CH4、N2O和NH3排放特征及其影响因素.结果表明,油麦菜地NRM、RM、CF处理的CH4排放系数分别为0.2%、0.027%、0.004%;N2O排放系数分别为0.18%、0.63%、0.74%;NH3排放系数分别为2.00%、3.98%、2.53%.CH4排放通量与土壤温度和地表湿度相关,N2O排放通量与土壤温度、地表温度和湿度相关,CH4、N2O和NH3排放通量均受土壤含水率影响,而温室中的气温不是影响CH4、N2O和NH3排放的主要因素.     

磺胺甲噁唑对堆肥过程中酶活性及微生物群落功能多样性的影响

为了探讨磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMZ)对猪粪堆肥过程的影响,以猪粪、小麦秸秆为试验材料,研究了SMZ对好氧高温堆肥过程中温度、脱氢酶活性及微生物群落功能多样性的影响.结果表明,在整个堆腐过程中,SMZ含量为50 mg·kg-1的处理中脱氢酶活性受到不同程度的抑制作用;SMZ含量为95 mg·kg-1时对脱氢酶活性有激活作用.SMZ含量为95 mg·kg-1的处理中AWCD值与未添加SMZ的处理差异不显著,Simpson指数显著高于其他处理,有利于提高微生物的优势度,Shannon多样性指数显著高于未添加SMZ的处理,提高了微生物群落的丰富度和均匀度.SMZ含量为50 mg·kg-1的处理中AWCD值显著低于其他处理,对微生物活性具有一定的抑制作用.SMZ含量为50 mg·kg-1的堆料中微生物对多酚化合物类和多胺类等物质利用率显著低于其他处理,SMZ含量为95 mg·kg-1的堆料中微生物对糖类、多聚物类及多胺类等物质利用率较低.主成分分析表明,堆料中微生物中起分异作用的碳源主要为糖类、羧酸类及AA酸类.     

不同用量竹炭对污泥堆肥过程温室气体排放的影响

采用城市污泥为堆肥基质,设置4个堆肥处理,分别为添加2.5%竹炭(S1,占污泥的质量分数)、添加5%竹炭(S2)、添加10%竹炭(S3)和未添加竹碳(CK),研究城市污泥堆肥过程中温室气体的动态变化特征及添加不同用量竹炭的影响.结果表明,CH_4排放主要在升温期和高温前期,占排放总量的99.01%~99.81%.当竹炭添加量低于5%时,CH_4排放量随添加量的增加而减少;竹炭添加量高于5%时,其排放量又明显增加.CO_2排放集中在升温期和高温期,占排放总量的75.65%~86.58%;添加竹炭可减少3.37%~13.48%的CO_2排放,但处理间不存在显著差异(P0.05).N_2O排放集中在升温期和降温腐熟期,添加竹炭能减少16.37%~41.52%的N_2O排放,竹炭添加量越多,减排效果越好(P0.05).S1、S2和S3处理CO_2排放当量(以干污泥计)分别为37.57、35.10和35.44 kg·t~(-1),比CK处理减少了14.81%~20.41%.添加竹炭能降低污泥堆肥温室气体排放,其中,以S2处理的减排效果较为显著.     

利用小麦三叶期毒害效应指标表征成熟期籽实产量Ni毒害的探讨

为探明小麦三叶期幼苗和成熟期籽实产量的Ni毒害效应及其相互关系,实现小麦作物Ni毒害的早期诊断,以春小麦"冀张春3号"为材料,采用盆栽试验方法,研究了外源Ni对小麦三叶期幼苗生长发育和成熟期籽实产量的影响,并对小麦三叶期和成熟期的生理指标进行相关分析.结果表明,外源Ni投加量100 mg·kg~(-1),茎叶干质量和籽实产量无明显下降(p0.05),茎叶中可溶性糖含量(p0.05)和硝酸盐含量(p0.01)增加,茎叶干鲜比值增加;Ni投加量≥100 mg·kg~(-1),茎叶干质量、可溶性糖、硝酸盐含量和成熟期籽实产量均明显下降(p0.05或p0.01),茎叶中淀粉和抗坏血酸含量明显增加(p0.05或p0.01),茎叶干鲜比值下降.土壤中各形态Ni与小麦三叶期幼苗中Ni呈显著正相关(p0.01),土壤和幼苗中Ni与茎叶干质量、可溶性糖和籽实产量均呈显著负相关(p0.05或p0.01),表明小麦三叶期幼苗毒害和成熟期籽实产量下降是由作物体内Ni毒害造成的且无观察效应浓度(NOEC)一致;同时试验观察到小麦三叶期幼苗茎叶干质量、可溶性糖和硝酸盐含量变化与成熟期籽实产量呈显著正相关关系(p0.05或p0.01),表明利用小麦三叶期幼苗Ni毒害效应指标表征成熟期籽实产量Ni毒害是可行的.试验确定外源Ni对小麦成熟期籽实产量的无观察效应浓度为:土壤全Ni含量为139.08 mg·kg~(-1),土壤有效态Ni(DTPA提取)含量为21.59 mg·kg~(-1),小麦茎叶Ni含量为15.37 mg·kg~(-1),小麦根系Ni含量为361.78 mg·kg~(-1).     

餐厨垃圾与水葫芦联合好氧堆肥生物质组分分类表征

为解决农村生活垃圾处理实践中存在的问题,并对水葫芦的堆肥化处理进行探索.利用自行设计的能量输入式高温好氧堆肥系统,以农村生活垃圾主要组成——餐厨垃圾及餐厨垃圾+水葫芦混合物料为堆肥化对象,测定与分析了堆肥化过程中温度、有机质的变化规律,并分类表征了总糖、还原糖、淀粉、脂肪、蛋白质5种生物质组分的演变趋势.同时,借助C/N比值、CEC/TOC比值的变化及GI指数评估了堆肥的腐熟度.研究表明,在外界环境温度小于8℃的情况下,与单一餐厨垃圾堆肥化处理相比,混合物料堆肥化升温更快(ld即达40℃,3d达52℃),处于高温堆肥化时间更长(8 d),堆肥无害化程度更高,有机质降解更迅速且降解程度高;而且,混合物料有助于提高总糖、还原糖、淀粉、脂肪与蛋白质5种生物质组分的降解水平.腐熟度评估结果表明,在约11d的堆肥化时间内,能量输入式好氧堆肥系统能够使单一餐厨垃圾堆肥达到基本腐熟,餐厨垃圾与水葫芦混合物堆肥达到完全腐熟.     

制药污泥好氧堆肥肥效评价

通过实验确定了制药污泥好氧强制通风堆肥工艺流程及参数,对污泥肥在草坪、沙化土地上的应用效果进行了分析。结果表明：腐熟的污泥肥能提高土壤肥力,促进草木生长,应用于城市绿化,避免了污泥中的重金属及有害物质进入食物链;污泥肥施用于沙化土壤可有效提高风沙土壤中营养物质含量,改良沙化土壤贫瘠的理化性状,可以防风固沙、治理沙化土地。     

施用不同污泥堆肥品对土壤温室气体排放的影响

通过田间试验,分别施加两种不同的污泥堆肥品（A：含生物质炭堆肥品,B：不含生物质炭堆肥品）和不同施肥量,分析土壤CO₂、CH₄和N₂O动态变化特征和排放系数,研究施用污泥堆肥品对土壤温室气体排放的影响.结果表明,土壤CO₂和CH₄排放主要集中在生长期,生物质炭堆肥品低施用量能减少CO₂排放,而高施肥量增加CO₂排放.CH₄排放主要为负值,总体表现为土壤吸收CH₄,对照处理吸收量远高于其他处理（P<0.01）,A组处理CH₄吸收量随施肥量的增加而增加（P<0.05）.N₂O排放集中在发芽期和幼苗期,施肥量越高,排放量越大（P<0.01）.污泥堆肥品农用过程排放的温室气体主要是N₂O,施用A、B两种污泥堆肥品的土壤N₂O排放系数分别为1.02%~1.90%和1.28%~2.93%.生物质炭堆肥品具有显著的碳减排效果,其温室气体排放量比不含生物质炭堆肥品的土壤低19.49%~35.56%,且对于N₂O的减排效果较CH₄更为显著.     

二丁与连翘药渣联合堆肥腐熟度评价

为了对不同比例的二丁与连翘药渣堆肥腐熟度进行评价,采用条垛式好氧堆肥方式,将二丁和连翘两种药渣按照5种不同的比例进行堆肥处理,通过分析堆肥过程中温度、pH、C/N和发芽指数等指标的变化规律,对堆肥腐熟度进行评价。结果表明:在试验处理条件下及堆肥周期内,单一药渣堆肥的两组处理未能完全腐熟,混合药渣堆肥的3组处理均已达到完全腐熟的标准,说明两种药渣混合后进行堆肥,可以有效促进堆肥的顺利进行,且二丁与连翘比例为2∶1(质量比)时发酵效果最好。3组混合药渣的发酵产物可以作为有机肥或土壤改良剂施用,也可以与化肥配合,制备成有机/无机配方肥。