生物炭对猪粪堆肥腐熟度及重金属钝化效果的影响
新疆畜牧业迅速的发展带来大量粪便资源,好氧堆肥能够有效处理畜禽养殖过程中产生的排泄物,但是传统好氧堆肥仍然普遍存在着堆肥过程二次污染、堆肥腐熟度不高、重金属钝化能力不强等缺点。本研究在充分调研南疆阿克苏地区猪粪重金属污染情况的基础上,选择枣枝生物炭作为钝化剂,猪粪为原料,探究不同处理组在堆肥期间理化性质、腐熟程度、重金属不同形态演变过程及钝化效果。主要研究结果及结论如下:（1）猪粪中Cu、Zn含量远高于其他重金属种类,不同阶段猪粪及饲料中重金属变异系数均高于40%,说明饲料中重金属添加量根据不同厂商喂养方式不同而不同。仔猪猪粪与饲料中Cu极显著关系,Zn、As、Hg含量呈显著正相关关系;育肥期猪粪与饲料中Cu、Zn、Hg、Pb极显著相关关系,As含量显著相关。母猪饲料及粪便中各个元素均无相关关系。通过主成分分析可得猪粪中重金属Cu、Zn、Hg、As的源头主要是饲料,通过对猪粪中重金属Cu、Zn的各形态分析可以发现有效态含量超过85%,具有较高的生物有效性和移动性,限制阿克苏地区猪粪农用的主要重金属元素主要是Cu、Zn和Hg;（2）添加枣枝生物炭的处理组随堆肥时间变化,温度、p H值、电导率整体呈现先增大再减小后稳定的过程,在堆肥的0-14天,添加枣枝生物炭的堆肥含水率有缓慢的下降,幅度不大,对照组的含水率在第7天后迅速下降,高温阶段各处理含水率显著下降,添加枣枝生物炭的处理含水率均在第14天开始大幅下降,直至堆肥结束。F3处理组明显提高了堆体温度及种子发芽率,生物炭添加量越多,生物炭孔隙堵塞越严重;（3）通过腐熟度评价及DOM（水溶相有机物和腐殖化产生的具有复杂结构和相互作用的大分子有机混合物）的演变特征均可看出堆体随堆肥时间的变化腐殖化程度在慢慢变高。灰色聚类法评价结果显示:堆体进行到第52天时F3堆体达到完全腐熟,最优处理为F3处理组;运用模糊综合法评价可知:最优处理为F2、F3处理组;TOPSIS法处理结果显示:第52天时F3＞F2＞F1＞CK,最优处理为F3组。猪粪好氧堆肥DOM降解规律基本为脂肪族物质＞蛋白类＞羧酸类,并且多糖类物质与羧酸类、木质素类降解具有同步性,且腐熟程度与堆肥温度具有紧密相关,本实验中F3处理组堆肥腐熟程度最高,腐殖化程度最高;（4）本文添加枣枝生物炭后对重金属Cu、Zn的钝化效果均为添加12%生物炭为最佳,对Cu钝化效果最好时能达到36.36%,对Zn钝化效果最好时能达到32.34%。
- 作者：
- 王亚梅
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2021年
- 导师姓名：
- 周岭
- 中图分类号：
- S141.4
- 关键词：
- 堆肥；猪粪；腐熟度；DOM；重金属
-
- 基金项目：
- 兵团重点领域科技攻关项目“兵团畜禽规模养殖场废弃物资源化利用技术研究”课题“养殖场粪污有害因子控制技术研究与示范”（项目编号:2019AB028）课题主持人:周岭教授（塔里木大学）