畜禽粪便污染的环境风险与资源化处理技术分析

畜禽养殖业飞速发展大力促进了我国农村经济的繁荣振兴,但同时出现的畜禽粪便排放量大、处理率低和易造成环境污染等问题也日益突出.在总结我国畜禽粪便排放现状的基础上,系统分析了畜禽粪便中主要环境污染物及其在土壤、水和大气等介质中的赋存、迁移转化等污染特征,并以重金属和抗生素为特征污染物对畜禽粪便农用的环境风险评估方法与风险等级进行了阐述;对比分析了国内外常用的畜禽粪便无害化和资源化处理技术,并评估了热化学转化技术和生物技术等在畜禽粪便能源化和肥料化处理方面的发展前景和应用价值.此外,探讨了目前畜禽粪便污染治理工作中存在的常见问题,并展望了畜禽粪便资源化处理技术未来的发展方向.     

畜禽养殖污染物资源化利用技术及模式研究

中国畜禽养殖业污染十分严重。结合中国传统农业"万物并育"思想,论述了畜禽养殖污染物的资源化利用技术及模式,主要有肥料化(牧-肥-草模式、农业废弃物-畜禽粪便堆肥模式、发酵床模式)、能源化(以沼气为核心的利用模式、畜禽粪便-农业废弃物联合发酵制氢模式)、基料化(农林副产物-食用菌模式、以食用菌为中心的循环经济模式、针叶树类木屑-发酵床养猪-食用菌利用模式)、饲料化四种方式。这些利用方式为防治畜禽养殖业污染发挥着重要作用。     

禽畜粪便减量化处理技术初探

随着中国养殖业的迅速发展,禽畜粪便的排放数量逐年增加。据统计,禽畜粪尿排放量每头牛为55kg/d~65 kg/d,每头猪为3.5 kg/d~11.0 kg/d,每只鸡为0.10 kg/d~0.15 kg/d,每只羊为2.66 kg/d。大量的禽畜粪便不经处理而排入环境,将会对地表水、地下水、土壤和空气造成严重的污染,并危及禽畜本身及人体健康。因此,实现禽畜粪便的减量化、无害化及资源化,防止和消除养殖场粪便的污染及其利用问题的研究,对于生态环境的保护、实施可持续发展战略都具有十分重要的意义。本试验利用日本JST赠送的生态厕所反应装置为试验设备,分别以木屑和木屑与秸秆混合物为微生物载体,对牛粪便进行减量化处理技术研究。旨在为研究中国农业的玉米作物秸秆是否可以替代木屑作为反应过程中的调理剂,达到对禽畜养殖业粪便良好的减量化处理效果,减轻对环境的污染,同时也为中国大量的农作物秸秆寻找另一条资源化利用途径。     

畜禽粪便的利用现状及发展前景

我国的养殖业迅速发展的同时也对空气、水体、土壤等环境造成污染,但粪便中的各种营养成分决定其可以进行综合利用,包括通过堆肥生产肥料,通过青贮、脱水干燥、生物处理等手段生产饲料,进行厌氧发酵生产沼气等。提出了畜禽粪便的资源化技术发展的前景仍以综合利用为发展方向。     

三种调理剂与家畜粪便减量化处理效果分析

养殖业作为我国经济和农业的重要组成部分,已经逐步向着规模化、产业化方向发展,大型的现代化畜牧场、养殖场不断出现,同时大量集中的禽畜粪便导致的环境污染越来越严重,且已成为制约养殖业发展的一个重要因素。本试验就是利用日本JST赠送的生态厕所为反应装置,从家畜粪便(牛粪)的减量化处理及资源化利用的角度出发,做三个平行处理试验,分别以木屑、玉米秸秆屑和木屑混合物、玉米秸秆屑三种物料为调理剂,与家畜养殖场的牛粪进行序批式好氧减量化处理。旨在为研究中国农业的玉米作物秸秆是否可以替代木屑作为反应过程中的调理剂,达到对禽畜养殖业粪便良好的减量化处理效果,减轻对环境的污染。     

水源地水库废弃物资源化利用技术的现状与展望

清淤底泥、芦苇秸秆以及藻类物质是水源地水库生态建设和运行过程中产生的三类废弃物，对其进行高效资源化处理处置是水库实现生态循环的重要保证，对提升水库水质及可持续发展具有重要意义。本文首先综述了清淤底泥在农田、林地、园林绿化等方面进行土地利用和制作建筑材料、填方材料等方面进行建材利用的资源化技术现状，总结了芦苇秸秆在农业、养殖业、能源、工业原料等方向进行资源化利用以及打捞蓝藻在厌氧消化、有用物质提取、饲料应用、好氧堆肥等资源化技术的发展现状；进而分析了上述资源化技术在水源地水库废弃物资源化过程中应用的适用性，指出土地利用是清淤底泥资源化利用的最佳方式，好氧堆肥是芦苇秸秆和蓝藻废弃物资源化处理处置的主流技术；最后针对水库废弃物资源化利用提出了展望和建议。     

畜禽粪便资源化利用技术和厌氧发酵法生物制氢

利用微生物在畜禽粪便处理的同时获得能源主要有2种方式,分别是厌氧产沼气和厌氧发酵法生物制氢。利用厌氧微生物处理畜禽粪便,在去除有机污染物的同时获得沼气是比较成熟的技术,而利用畜禽粪便厌氧发酵制氢的研究开展较晚,仍处于实验室研究阶段。但畜禽粪便资源化利用和发酵生物制氢技术发展迅速,而且可以有机结合。本文对两者的基本原理和最新研究进展进行了介绍,并对其发展前景进行了展望。     

江苏省畜禽粪便污染及资源化利用

文章系统地介绍了1998年-2003年之间,江苏省畜牧业发展的总体情况,以及在畜牧业发展过程中产生的畜禽粪便的污染现状、污染特点及主要的几种环境污染类型。结合江苏省畜禽业发展和农业发展的特点,阐述了目前江苏省畜禽粪便资源化利用的途径及所采用的综合利用的生态技术,并提出解决江苏畜禽粪便污染的最根本出路是树立可持续农业的思想,发展生态型畜牧养殖业,促进生态环境的良好循环,为江苏省畜牧业及农业的可持续发展提供参考。     

吉林省畜禽粪便污染及其综合防治对策

畜禽粪便污染综合防治的措施就是畜禽粪便减量化、资源化、无害化.对畜禽养殖、粪便利用等问题进行了阐述,提出畜禽养殖业应该走循环经济的发展模式,通过研制饲料及废物综合利用,达到畜禽粪便污染综合防治的目的,对缓解农村能源紧张状况、改善农作物质量品质、提高畜产品质量、良化人们生活环境,增强人民身体健康,促进农业可持续发展有着重大意义.     

猪场粪便微生物处理技术研究

猪场粪便是重要污染源，但又是一类尚未充分利用的资源。采用生态工程与资源化综合技术处理猪场粪便，固态粪经堆肥发酵后转化成优质有机肥，粪水经厌氧产沼、光合细菌液肥化、水生植物氧化塘多级处理和资源化利用，出水可达排放标准，为猪场粪便的处置提供了一种可供选用的技术。     

添加剂对牛粪堆肥不同阶段真菌群落演替的影响

为研究物理添加剂对牛粪堆肥过程中真菌群落结构的影响,以牛粪和小麦秸秆为原料,以生物炭、火山石作为添加剂,进行了为期30d的堆肥实验.结果表明,好氧发酵基本实现牛粪无害化和稳定化的要求.高通量测序结果显示,堆肥原料中Wallemia占主导地位,相对丰度达到86.85%;堆肥高温阶段,空白处理和火山石处理中Wallemia、Aspergillus为优势菌属,而生物炭处理中Scedosporium、Acremonium相对丰度较高;降温阶段,Mycothermus和Thermomyces占优势,添加生物炭的处理中Thermomyces的相对丰度较其他两个处理高.腐熟阶段,3个处理中Mycothermus的相对丰度均为最高,而火山石的添加增加了Remersonia及Trichosporon的相对丰度.Spearman相关性分析结果表明,牛粪堆肥过程中Mycothermus与GI、TN、TP、NH₄⁺-N、含水率、pH值、VS、脲酶显著相关（P<0.05）.本研究从真菌变化的角度,为牛粪好氧发酵机理研究与工艺优化提供参考.     

长江流域平原地区畜禽粪污资源化利用全链条技术应用现状

长江流域是我国重要的畜禽养殖区,也是最重要的生态带和经济带,提高该区域畜禽粪污处理利用水平,对保护长江流域生态环境,推动区域经济可持续发展具有重要意义。以该区域平原地429个畜禽规模养殖场为研究对象,围绕畜禽粪污收集、处理、粪肥还田利用等畜禽粪污资源化利用全链条技术深入剖析,分析该区畜禽粪污资源化利用关键工艺技术与设施装备。结果表明:畜禽规模养殖场粪污收集方式以干清粪为主,固体粪便普遍采用堆沤处理,72.3%以上的养殖场堆(沤)肥设施面积符合规范要求;畜禽粪水处理主要采用贮存和厌氧发酵技术,仅17.89%的养殖场粪水贮存池容积和67.5%的养殖场沼气发酵容积达到建设规范要求;粪肥还田是粪污资源化利用主要方向,以水果蔬菜等经济作物为主,但存在养殖场配套粪肥消纳土地面积不足等问题,近25.56%的养殖场未达到要求。建议根据该区域养殖和区位条件,进一步规范提升粪污资源化利用技术,提高粪污资源化利用技术和装备水平,引导规模养殖场按照种养平衡的要求配套消纳土地,同时加强对施用粪肥的农田土壤进行跟踪评估,提高粪肥还田利用水平。     

不同来源生物质废弃物高温堆肥过程的物理化学及微生物性质研究

采用实验室小型堆肥系统对3种典型废弃物牛粪、食物残渣及污泥堆肥过程的物理化学及微生物特性进行了研究和比较.研究表明不同原料堆肥pH都能升到8以上,C/N在堆肥过程中有降低的趋势。不同水分调整材料稻秸(RS)、蛭石(V)、废纸(WP)及锯屑(SD)对堆肥过程的影响与不同堆肥原料相比要小的多.在3种不同原料中,食物残渣堆肥活性最高,14 d有机物降解率为47.2%～56.8%,代表微生物量的醌含量在堆肥后期可增加到359.7～472.3 μmol·kg^-1,但微生物群体的多样性较低,醌多样性指数DQ在堆肥后期增加到6.1～6.7.牛粪堆肥只在初始阶段活性较高,之后很快降低,其醌含量较低.在堆肥中期达到最大值为36.3～117.0 μmol·kg^-1,醌多样性指数DQ初始期为10.3～12.8,堆肥过程中逐渐升高至后期达18.1～22.7.污泥堆肥的各项特性介于食物残渣和牛粪之间.堆肥过程的不同主要是由于原料中各种有机成分的不同而导致.根据研究结果提出了对堆肥过程进行合理控制的建议.     

规模化养牛场牛粪污综合利用研究

利用牛粪生产沼气,并将副产物有效利用是处理牛粪污的有效途径,为提高牛粪厌氧发酵的产气效率和副产物的利用率,整体工艺采用牛粪发酵前固液分离,固体进行好氧发酵回填牛卧床,分离液进行厌氧-好氧发酵,厌氧发酵产生沼气为系统增温,最后液体通过人工湿地处理达标排放。结果表明:对牛粪进行发酵前固液分离,降低了物料的粘度,利于微生物的传质,可以取得较好的产气效果,沼气通过沼气燃烧炉转化为热能为系统增温降低了其他能源的供给,同时湿地的利用也有效地改善了养牛场周边环境,为牛粪污生产沼气工程提供新思路。     

不同钝化剂对Cd污染农田土壤生态安全的影响

为研究Cd污染土壤的钝化修复技术,同时探讨不同钝化剂对土壤生态安全性的影响,选取钙镁磷肥、石灰、牛粪和赤泥4种常用的钝化材料,开展Cd污染农田土壤的钝化修复试验.通过浸出试验评估其钝化修复效果,并从农田土壤功能角度出发,探讨不同钝化材料对土壤w（有机质）、w（碱解氮）、w（有效磷）、w（速效钾）和土壤脲酶等指标的影响.结果表明,采用钝化剂处理污染土壤后,Cd的浸出浓度明显下降,钙镁磷肥、石灰、牛粪和赤泥对Cd的钝化率达85.0%以上,钙镁磷肥和石灰在为期1 a的养护时间中持续保持较好的钝化效果.不同钝化处理后,土壤pH均有所增加,增幅在2.36~7.51之间,其中石灰的影响最大.与钝化处理前相比,添加牛粪后土壤w（有机质）增加了71.0%,添加其他钝化剂后w（有机质）无明显变化,另外,添加牛粪后,w（碱解氮）、w（有效磷）、w（速效钾）等肥力指标和土壤脲酶活性均显著增加.因此,有机材料能显著提升土壤养分指标等级,而无机材料对土壤养分等级影响不大.研究显示,钙镁磷肥、牛粪和赤泥既能达到较好的修复效果,也在一定程度上维持和提升了土壤的种植功能,满足了农田土壤生态安全的要求,在农田土壤修复领域具有较好的应用前景.      

施加牛粪有机肥对灰钙土吸附阿特拉津的影响机制

有机肥在改良土壤的同时也会改变农药的环境行为. 为明确施加牛粪有机肥对灰钙土吸附阿特拉津(ATZ)的影响作用及机制,采用批平衡试验,分析其吸附动力学、热力学以及牛粪施加量、pH、离子强度等因素对ATZ吸附的影响. 结果表明:①ATZ在灰钙土与施加牛粪灰钙土上的吸附均可分为快吸附、慢吸附直至平衡的过程,准二级动力学模型可较好地描述其吸附过程,施加有机肥增加了ATZ在灰钙土上的平衡时间,吸附速率受颗粒内扩散和外部液膜扩散共同控制. ②施加牛粪有机肥后,灰钙土对ATZ的吸附热力学更符合Freundlich模型,1/n在0.42~0.64之间,吸附属“L型”模式,低温和高温均会抑制ATZ在灰钙土上的吸附. ③pH和共存离子是影响ATZ在灰钙土上吸附的重要因素,随pH的升高,ATZ在灰钙土与施加牛粪灰钙土上的吸附量降低,这是由于碱性情况下,ATZ以阴离子存在,与带负电的灰钙土产生静电排斥作用;灰钙土施加牛粪有机肥后,共存阳离子对ATZ的吸附抑制作用明显,增加离子强度可能导致竞争吸附的存在,从而抑制有机离子在灰钙土上的吸附,且离子浓度越高,抑制越明显. 研究显示,土壤施加牛粪有机肥后,ATZ的吸附量增加,吸附由疏水性分配转变为多分子层化学吸附为主,表明施加牛粪有机肥会改变ATZ在灰钙土上的吸附行为和机制,降低ATZ在灰钙土中的迁移风险. 研究结果将为贫瘠黄土土壤改良风险和三嗪类农药的管控提供理论依据.      

Profitability of intensification technologies among smallholder maize farmers in the forest-savanna transition zone of Nigeria

Sustaining the productive capacity of the land resource under the existing land-use system and increasing population pressure requires the use of appropriate technologies that will enhance farm productivity and income levels.This paper examines the effect on farm profitability of smallholder maize farmers’ use of intensification technologies in tropical agriculture. The survey was conducted in southwest Nigeria. A multi-stage sampling technique was used to select 300 respondents from two major agroclimatic zones in Osun State. Primary data were collected using a structured questionnaire and complemented with focus group discussions (FGDs), while the State’s Ministry of Agriculture provided secondary data.Pressure on land was found high because farmland was continuously cropped for an average of 10 years with a mean fallow period of 2 years only. Technologies used to intensify agriculture included inorganic fertilizer, organic manure, alley cropping, and tree planting.Results from costs and returns analysis showed that average net returns to inorganic fertilizer use ranked highest in the two zones, while tree planting ranked lowest. There was a significant ecoregional difference on the average net returns/year earned by users of mineral fertilizer. While organic manure use earned higher net returns than alley cropping practice in the rain forest, the reverse was the case for the derived savanna. FGDs revealed that respondents’ preferred to use inorganic fertilizer despite its inadequate supply because, apart from enhancing higher returns and net gains, it also improved output level and provided an opportunity for the continuous use of the scarce land.These results imply that economic returns play a critical role in farmers’ use of intensification technologies and consequently affect their resource management decisions. Policy measures aimed at promoting research on appropriate technologies that are profitable on farmers’ fields will be more effective in enhancing farmers’ use of intensification technologies.     

广东省人为源氨排放清单及减排潜力研究

根据各类氨排放源活动水平数据,采用排放因子法,建立了2010年广东省人为源氨排放清单,在分析其排放特征的基础上探讨了氨的减排潜力.结果表明:2010年广东省人为源氨排放量为582.9 kt,畜禽和氮肥施用是排放贡献最大的人为源,分别占总排放量的44.2%和40.4%;茂名、湛江和肇庆依次是排放量最大的3个城市,共占广东省总排放量33.0%;在畜禽源中,肉猪排放量最大,占畜禽源排放总量44.4%,其次是肉鸡、母猪和黄牛,分别占16.0%、15.2%和6.5%;畜禽在畜舍、储存管理、农田施肥和放牧4个养殖阶段的氨排放量不同;控制农业源对NH3的减排起关键性作用,茂名、湛江和肇庆是广东省重点控制的3个城市,肉猪、母猪、肉鸡、黄牛和氮肥施用则为重点控制源,主要控制措施包括低氮饲料喂养、畜舍改造、粪便密封、粪肥注施、延长放牧时间和使用尿素替代物.