硫脲改性猪粪生物质炭对模拟农田径流中镉和草甘膦吸附特征

为同时去除农田地表径流中的重金属和农药,利用猪粪制备未改性猪粪生物质炭（简称"未改性生物质炭"）和硫脲改性猪粪生物质炭（简称"改性生物质炭"）,分析比较硫脲改性对生物质炭的pH、元素组成、表面含氧官能团和巯基含量等理化性质的影响,并系统地研究了单一和复合污染体系中初始浓度对两种生物质炭吸附水溶液中镉（Cd）和草甘膦效率的影响.结果表明:①与未改性生物质炭相比,改性生物质炭的pH、O/C（原子比）和H/C（原子比）降低,比表面积增大,含氧官能团和巯基含量增加.②与未改性生物质炭相比,改性生物质炭对Cd和草甘膦的吸附能力增强,最大表观吸附量（Q_max）增加了近3倍;随着Cd和草甘膦初始浓度的增加,未改性和改性生物质炭对Cd和草甘膦的吸附量逐渐增加,增加量最高分别达18.52%和7.60%.③单一污染体系中两种生物质炭对Cd或草甘膦的吸附更符合Langmuir等温吸附模型,说明其对Cd或草甘膦的吸附机理是单分子层的吸附起主导作用.④复合污染体系中,未改性和改性生物质炭对Cd的吸附能力分别增加了25.28%和21.26%,未改性生物质炭对Cd的最大表观吸附量增加了29.34%,但改性生物质炭对Cd的最大表观吸附量降低了47.28%;未改性和改性生物质炭对草甘膦的吸附能力减弱,但最大表观吸附量分别增加了2.63和3.45倍.研究显示,硫脲改性猪粪生物质炭作为一项有前景的新技术,为解决实际环境中的复合污染问题提供了经济环保的技术手段.      

生物炭对猪粪好氧发酵产生的硫醚的控制研究

好氧发酵作为农业废弃物资源化利用的主要方式,以其投资小,工艺简单等特点得到广泛应用,农业废弃物好氧发酵化处理不仅可以减轻环境压力,还能够节约大量养分资源。然而在好氧发酵过程中会产生微量的、对人体健康和环境有危害作用的、以硫醚类为代表挥发性有机物(VOCs),目前尚无高效率去除好氧发酵中产生的硫醚的控制方法与技术,故该实验以生物炭为吸附材料,在猪粪和秸秆好氧发酵中添加不同比例的生物炭,研究生物炭对猪粪好氧发酵中产生的硫醚的减排作用。研究表明,在以好氧发酵物料干基比100∶25添加生物炭能够有效降低猪粪好氧发酵中各个阶段TVOCs的排放浓度,缩短好氧发酵前期二甲二硫高浓度排放时间,降低好氧发酵前期二甲三硫94.30%的排放浓度,为猪粪好氧发酵中臭气和TVOCs的控制提供了科学依据。     

超高效液相色谱串联质谱检测猪粪中残留的四环素类抗生素

本研究建立了超高效液相色谱/四极杆-飞行时间串联质谱(UPLC/Q-ToF Ms/Ms)测定猪粪中残留土霉素、四环素和金霉素的方法.样品分别经Mc Ⅰ lvaine-Na2EDTA缓冲液和超声提取、SPE固相萃取后,采用超高效液相色谱分离,紫外检测外标法定量,四级杆-飞行时间串联质谱仪正离子模式定性.在0.5mg·kg-1DW-10 mg·kg-1Dw(dry weight)范围内,土霉素、四环素、金霉素的标准曲线R2均大于0.99,相对标准偏差小于3%,样品加标平均回收率在70.0%-113.0%之间;采用该方法,土霉素、四环素和金霉素的检测可在5min内完成,它们的检出限分别为0.1 mg·kg-1,0.1 mg·kg-1和0.2 mg·kg-1.北京地区万头养猪场猪粪样品的检测结果表明,这3种四环素均有不同程度的检出,其中土霉素浓度范围10.5mg·kg-1DW-513.4 mg·kg-1DW,四环素浓度范围12.53-77.10 mg·kg-1Dw,金霉素浓度范围0.0-19.22 mg·kg-1Dw.     

不同温度下微生物和纤维素酶对发酵猪粪理化特性的影响

采用恒温发酵培养试验,研究了5℃和25℃时分别接种纤维素酶(X)、枯草芽孢杆菌(K)和EM菌(E)及其组合对新鲜猪粪发酵中的全氮、铵态氮、有机质、p H及微生物数量的影响.结果表明,5℃条件下,猪粪中微生物生长受抑制,细菌、真菌、放线菌数量均明显低于25℃,发酵终期猪粪有机质含量为70%~83%,p H值为7.16~7.36;25℃条件时,发酵终期猪粪有机质含量降至61%~72%,p H值升至8.09~8.94.与对照相比较,25℃下添加微生物和纤维素酶的处理有机质含量降低了2.95%~7.70%(除了K和XE处理),C/N值降低了4.04%~37.59%(除了XK处理),p H值增加了1.7%~26.8%.在总的添加量一致的条件下,发酵剂组合KE、XE、XK、XKE对猪粪发酵的效果优于单一发酵剂的X、K、E处理.     

猪粪有机肥中可溶性有机组分对小白菜生长及Cu吸收的影响

利用平衡透析法将猪粪有机肥中提取的可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)分为F1(<1 kDa)、F2(1～14 kDa)和F3(>14 kDa)3个分子质量组分,通过砂培试验研究不同分子质量及浓度DOM对小白菜生长和Cu吸收的影响.结果表明,与对照(超纯水)相比,DOM处理小白菜总根...     

粪肥施用对抗生素在土壤上吸附的影响

磺胺类抗生素和氟苯尼考(FFC)是浙江省普遍使用的抗生素，在土壤上吸附弱而易于迁移，存在较高的环境风险.近年来，粪源抗生素对农田土壤潜在风险的研究多是在实验室条件下添加粪肥的方式进行，无法评估自然施肥状态下抗生素的污染风险.因此以浙江省长期施用不同肥料(鸡粪、猪粪和化肥)的5种旱地农田土壤[临安(LA)、嘉善(JS)、龙游(LY)、开化(KH)和金华(JH)]为对象，选用4种常用的抗生素[磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲基嘧啶(SMT)、磺胺甲基异噁唑(SMZ)和FFC],进行批量平衡实验，探究土壤不同类型和粪肥类型对抗生素在土壤中吸附的影响.结果表明，4种抗生素在实验土壤中的吸附都较弱，吸附次序为：SMT(1.44～13.23 mg⁽1-(1/n))·L^1/n·kg^-1)>SMZ(0.73～6.05 mg⁽1-(1/n))·L^1/n·kg^-1)>SD(0.16～5.57 mg⁽1-(1/n))·L^1/n·...     

提高猪粪和城市垃圾堆肥质量的菌种选择

室内发酵菌剂筛选试验的结果表明 :细黄链霉菌 (Streptomycesmicroflavus)、彩色云芝 (Polystictusversicol or)和假单胞杆菌属 (Pseudomonassp .) 3种菌剂对促进猪粪、城市垃圾腐熟最有利。在有机肥发酵过程中 ,除臭作用最明显的分别是绿色木霉 (Trichodermaviride)、青霉属真菌 (Penicilliumsp .- 1)和细黄链霉菌 (Streptomycesmicroflavus)菌剂。     

猪粪与鲜红薯藤不同配比中温厌氧发酵特性

为了研究中温条件下猪粪与鲜红薯藤不同配比对厌氧发酵特性的影响及各指标的变化规律,在35℃恒温、总固体质量分数8%条件下,猪粪与鲜红薯藤按质量比2∶1、1∶2、1∶3进行厌氧发酵试验,试验结果用SPSS 22和Excel进行统计学分析。结果表明,猪粪与鲜红薯藤混合厌氧发酵最佳效果的配比是1∶2,其最大甲烷体积分数是56.5%,累计产气量为10 033 m L,这比2∶1和1∶3分别高出33.9%和17.8%。各组的累计产气量、挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度和甲烷体积分数两两之间均出现显著性差异(p0.05)。各配比的p H值、VFA与甲烷体积分数之间呈动态相关。     

猪粪中有机成分对生物产甲烷潜力的影响研究

为研究不同生长期猪粪中有机成分对生物产甲烷潜力的影响关系,文章采用全自动甲烷潜力测试系统,研究了3种猪粪在中温厌氧发酵中的产甲烷潜力(BMP)。结果表明,保育猪粪便和生长猪粪便的BMP值分别为273 mL CH_4/gVS和272 mL CH_4/gVS,二者相接近,妊娠母猪的BMP为220 mL CH_4/gVS,是3种猪粪中最低的。利用傅里叶红外光谱仪和热重分析仪检测猪粪样品中的有机物,使紫外-可见分光光度计谱和荧光光谱仪检测了粪便DOM提取液中的有机组分。通过检测得出,保育猪粪便和生长猪粪便的有机物含量和组分相接近,而妊娠母猪的有机物含量低,且含有更多的纤维素、木质素和芳香族化合物等难降解有机物,这些物质高度腐殖化,生物难降解,因此导致其甲烷产生潜力低。     

猪粪污厌氧发酵进程中的Cu、Zn钝化调控机制研究

厌氧发酵技术是实现猪粪污减量化、无害化、资源化的主要途径。厌氧发酵过程中有效钝化Cu、Zn等重金属、降低重金属对土壤及农产品污染风险仍需持续地开展相关研究。该文以猪粪/玉米秸秆为发酵原料，选用腐殖酸、生物炭和粉煤灰制备复合钝化剂，以厌氧发酵产气率和Cu、Zn稳定态钝化率来优化钝化剂复合比，从Cu、Zn的可还原态、可氧化态、残渣态、生物有效态等方面对猪粪污厌氧发酵进程中的钝化调控机制进行研究。结果表明，当腐殖酸、粉煤灰、生物炭的添加比例为发酵系统中干物质量的7.5%、7.5%、5.0%时产气量最高。影响Cu、Zn稳定态钝化率的主次因素并不相同：影响Cu稳定态钝化率的主次因素顺序为腐殖酸>生物炭>粉煤灰，腐殖酸∶粉煤灰∶生物炭最佳复合比为7.5%∶7.5%∶7.5%，影响Zn稳定态钝化率的主次因素顺序为粉煤灰>腐殖酸>生物炭，腐殖酸∶粉煤灰∶生物炭最佳复合比为5.0%∶7.5%∶7.5%。此外，添加复合钝化剂使得发酵沼渣中Cu、Zn可还原态、可氧化态、残渣态、生物有效态发生显著改变，Cu、Zn由不稳定态向稳定态转化，生物有效性降低。复合钝化剂中的有机、无机成分之间存...