畜禽养殖废弃物堆肥过程中重金属稳定化的研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:kefamz
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近年来,畜禽废弃物中的重金属逐渐成为影响其资源化利用的重要原因,也成为了威胁粮食安全的重要因素。本研究选取吉林省辽源市东辽县规模化养猪场及养鸡场废弃物为研究对象,通过添加不同钝化剂,与玉米秸秆混合进行好氧堆肥处理,对其中的重金属铜(Cu)、锌(Zn)进行钝化稳定化研究。采用好氧堆肥控制试验,调节堆肥条件,优化无害化处理工艺参数,根据重金属生物有效性变化筛选高效能重金属钝化剂;并通过室外堆肥优化重金属钝化稳定化效率。建立重金属钝化稳定化与堆肥腐殖化的优化耦合技术体系,为畜禽养殖废弃物的资源化利用提供依据,对改善东辽河源区生态环境、促进农村经济增长、农民增收,实现农业的可持续发展具有重要意义。主要结果如下:以钙镁磷肥、膨润土、粉煤灰为钝化剂能明显降低猪粪、鸡粪堆肥中重金属Cu、Zn的生物有效性。钙镁磷肥、膨润土、粉煤灰添加量分别为5%、3%-4%、3%时对堆肥中Cu的钝化率最高,分别达到46%-52%、48%-55%、48%-51%;添加量分别为5%、5%、4%-5%时对Zn的钝化率最高,分别达到54%-58%、51%-56%与51%-60%。室外堆肥中,以膨润土为钝化剂,并与改性或未改性生物炭复合添加,对堆肥中Cu、Zn均有明显钝化作用。对生物炭进行酸碱改性后钝化效率明显提升,对Cu的钝化率达到48%-60%;对Zn的钝化率达到60%-68%。将堆肥进行冻融循环处理或降低其p H,验证钝化剂对重金属的钝化效果。冻融循环对Cu的影响呈现出粉煤灰处理>膨润土处理>钙镁磷肥处理>未添加钝化剂处理,当含水率为150%时,生物有效性均降低10%以上,而对Zn的影响较小,表明冻融循环会减弱钝化剂对Cu的钝化效果。在东北地区土壤p H范围内,Cu、Zn的生物有效性基本无变化。因此在雨雪天气较多的地区,应注意冻融循环对钝化效果的影响。
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