羊粪生物炭对水体中诺氟沙星的吸附特性

以羊粪为原料分别在350、450、550、650℃条件下制备生物炭,通过元素分析、BET-N_2、电镜扫描及FTIR表征了不同热解温度下羊粪生物炭的结构特征,并采用序批实验研究了pH、生物炭投加量、热解温度、初始浓度等因素对羊粪生物炭吸附水体中诺氟沙星(NOR)的影响及吸附机制.结果表明,随着热解温度的升高,生物炭的比表面积、总孔容、平均孔径增大,芳香性和稳定性也有所提高.羊粪生物炭吸附NOR的最佳初始pH为6.0,吸附在180 min左右达到平衡,采用准二级动力学模型能更好地拟合动力学数据(R~20.96),吸附速率由表面吸附和颗粒内扩散共同控制.等温吸附拟合发现,Langmuir模型能较好地描述NOR在羊粪生物炭上的吸附行为(R~20.93),吸附过程均为有利吸附,且可能与氢键和π-π键作用密切相关,4种热解温度下生物炭的吸附能力大小为:650℃550℃450℃350℃.吸附过程中ΔGθ0、ΔHθ0、ΔSθ0,表明羊粪生物炭对NOR的吸附是自发、吸热及熵增加的过程.650℃和550℃条件下制备的羊粪生物炭可作为水体中NOR的优势吸附材料.     

羊粪生物炭对水体氨氮吸附特性研究

以山羊粪便为原料,在300℃和700℃缺氧热解条件下制备生物炭,分别记为D300和D700。使用扫描电镜表征生物炭结构特征,运用比表面积仪测定其比表面积和孔径大小,以此探究不同热解温度条件下羊粪生物炭的内部结构及比表面积特征。以水体氨氮(20 mol/L)为目标污染物,以D300和D700为吸附剂,研究不同氨氮浓度、温度、pH以及吸附剂投加量等因素对水体氨氮吸附的影响以及吸附特性。结果表明:热解温度从300℃上升到700℃,生物炭的比表面积、总孔容随之增大,平均孔径反之减小,吸附效率从15.72%提升到24.73%。羊粪生物炭吸附水体氨氮的最佳pH在6～8;通过对动力学数据进行分析,发现准二级动力学方程(R~2=0.999 1)比准一级动力学方程(R~2=0.663 3)能更好地拟合动力学数据。吸附等温曲线拟合发现Langmuir方程(R~2=0.842 74)能更好地描述氨氮在羊粪生物炭上的吸附行为。吉布斯自由能变化、焓变和熵变的计算结果表明:羊粪生物炭对氨氮的吸附过程是自发的吸热过程。700℃条件下制备的羊粪生物炭比D300拥有更好的吸附性能。     

淮河流域畜禽粪便中易溶性磷特征

畜禽粪便中磷流失越来越引起人们的重视,加强对畜禽粪便易溶磷的研究有重要意义。本文以淮河流域内牛粪、猪粪、羊粪、鸡粪和鸭粪为研究对象,对粪便中易溶性磷的形态特征进行研究。结果表明,流域内5种粪便易溶性无机磷（Pi）和总磷（Pt）含量变化范围分别是0.46～34.43 g.kg-1和0.52～36.19 g.kg-1,易溶性无机磷占其总磷的57%～99%,鸭粪易溶性无机磷和总磷含量均显著高于其他4种粪便。牛粪无机磷含量平均为4.35 g.kg-1,猪粪无机磷平均为8.1 g.kg-1,羊粪无机磷平均为1.7 g.kg-1,鸡粪无机磷平均为6.3 g.kg-1,鸭粪无机磷平均为12.02 g.kg-1。流域内畜禽粪便易溶性无机磷含量与全磷（TP）含量、易溶性总磷含量与全磷含量均呈显著的正相关关系。     

不同催花肥对莲雾根际土壤细菌群落多样性的影响

为了解在反季节催花期间不同催花肥处理下莲雾根际土壤细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对细菌16S rRNA V3-V4区进行检测,并结合土壤理化性质,比较分析不施肥（CK）与两种不同浓度施肥处理组（IF组,即无机肥处理组;GM组,即羊粪有机肥处理组）下的根际土壤细菌群落结构多样性.结果表明:①所有样品中共检测到10 925个OTU（operational taxonomic unit,操作分类单元）,包括239 639条有效序列,可分为28个门411个属.②多样性指数分析显示,细菌群落多样性顺序为IFM（中浓度无机肥处理）> GML（低浓度羊粪有机肥处理）> IFL（低浓度无机肥处理）> GMM（中浓度羊粪有机肥处理）> CK（对照）> IFH（高浓度无机肥处理）> GMH（高浓度羊粪有机肥处理）.其中,酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）为主要菌群,所占比例超过总数的67.33%.③不同施肥条件下莲雾根际土壤细菌群落结构特征分析显示,CK、IF组和GM组所特有的OTU数量分别占总数的0.51%、7.08%和2.60%,表明不同肥料的添加对土壤细菌群落多样性产生一定的影响,在IFH和GMH处理下,酸杆菌门的Subgroup_2_norank属与绿弯菌门的JG37-AG-4_norank属的相对丰度最高,分别为13.13%和15.89%.④环境因子的相关性热图分析表明,装甲菌门（Armatimonadetes）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、酸杆菌门、放线菌门、厚壁菌门（Firmicutes）这五类菌群与不同环境因子的显著性关系如下:装甲菌门群落结构与pH呈现出极显著正相关,硝化螺旋菌门群落结构分别与w（TN）和w（有机质）呈现出显著负相关,酸杆菌门群落结构与w（速效磷）呈现出显著负相关,放线菌门群落结构与w（速效磷）呈现出显著正相关,厚壁菌门群落结构分别与w（速效磷）和w（速效钾）呈现出极显著正相关.研究显示,适量施加无机肥或羊粪有机肥,可以显著提高土壤细菌的丰度和多样性,有利于土壤生态环境的改良与维系.      

内蒙古典型草原羊粪和牛粪的分解特征

为了解畜粪的分解特征及对半干旱典型草原养分循环的影响,于2008年6月~2009年10月采用人为控制的野外实验,研究了羊粪和牛粪对内蒙古典型草原草地的输入量,分解过程中的重量损失、有机物和氮(N)、磷(P)浓度变化.结果表明,羊粪和牛粪的年输入量分别约为(17.8±13.8)kg hm-2和(365.6±495.9)kg hm-2.分解450 d后,残留粪样中有机物浓度较鲜粪减少约14.46%(羊粪)和48.78%(牛粪),即羊粪的分解速率较牛粪显著缓慢,2种粪的残留粪块在草地中堆置时间至少可达2个生长季以上.两种粪中,N素以有机态为主,矿化和释放速度均较慢;P素以无机态为主,释放速度较快;春季冻融变化可以显著促进两种粪中N和P的矿化速率;实验结束时,残留粪样中的全N浓度较鲜粪分别降低了25.89%(羊粪)和16.07%(牛粪),全P分别降低了30.73%和27.21%.埋入地下处理,可以消除风蚀对羊粪块失重的影响,使残留粪样保持较高湿度,促进有机质分解,并改变淋溶作用对粪块中养分含量的影响;但对牛粪分解无明显影响.从研究结果可以看出,家畜粪在半干旱草地环境中分解较慢,堆积过程中对草地的养分循环有重要影响.     

畜禽粪添加对菌糠堆肥过程中酶活性的影响

堆肥是农林废弃物资源化利用的重要途径之一,可以有效地转化和利用生物能源。在堆肥过程中生物酶能转化有机质,形成植物与微生物所需的能量与矿质元素,促进物质循环和能量流动。因此,研究堆肥过程中生物酶活性的变化特征可以为农林废弃物资源化利用提供有效的数据与理论支持。食用菌菌糠富含纤维素、木质素等有机质,以及氮、磷、钾等营养成分。以香菇菌糠为底料、鸡粪和羊粪为辅料、EM复合菌为起始菌剂进行菌糠堆肥试验,监测了脲酶活性、蔗糖酶活性和纤维素酶活性的变化特征。研究结果表明：（1）鸡粪对脲酶活性和蔗糖酶活性提升显著,混合粪对蔗糖酶活性提升显著;（2）鸡粪添加后,三种酶活性之间呈显著正相关关系;（3）酶活性随堆肥时间变化呈先上升后下降的趋势,pH与酶活性负相关,EC与酶活性正相关。研究结论显示鸡粪比羊粪更适合用作菌糠堆肥辅料,且最佳堆肥配方为XG︰JF︰HZ︰YK︰HS︰CM = 6︰2︰1︰1︰1︰1。未来的工作中,有必要进一步研究菌糠堆肥过程中的其他酶活性及其控制因素,这将有助于推进食用菌菌糠的资源化利用进程（比如有机肥生产）。     

猪粪和羊粪与麦秆不同配比中温厌氧发酵研究

研究了猪粪和羊粪分别与麦秆不同配比中温(35℃)厌氧发酵对产气量、消化时间和最优C/N值的影响。结果表明,猪粪与麦秆在中温厌氧发酵时,所需的最优C/N值为21,且经141 d就可充分发酵,最大干物质累积产气量可达369.53 mL/g。羊粪与麦秆中温厌氧发酵时,所需的最优C/N值为24,且经96 d就可充分发酵,最大干物质累积产气量可达209 mL/g。猪粪秸秆中温厌氧发酵时易发生酸化,发酵前应通过预处理来减少酸化可能;而羊粪麦秆不易发生酸化。