【摘要】：研究顯示,畜禽糞便有機肥中重金屬存在著在農(nóng)業(yè)環(huán)境中積累而污染環(huán)境的風(fēng)險,現(xiàn)已成為農(nóng)田重金屬污染的主要來源之一。本文以降低畜禽糞便中重金屬活性為目標(biāo),以豬糞、微生物制劑、生物炭為有機肥生產(chǎn)原料,初步分析生物炭和微生物添加對豬糞堆肥中重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響,確定生物炭添加比例及種類以及微生物制劑比例對發(fā)酵過程中重金屬鈍化效果的影響,優(yōu)化炭基有機肥生產(chǎn)工藝,研究改性生物炭對豬糞堆肥重金屬鈍化效果的影響,降低豬糞有機肥中重金屬的生物可利用性,為防治有機肥源重金屬污染提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。主要結(jié)果如下:(1)研究生物炭、復(fù)合微生物菌劑單獨添加及同時添加對豬糞好氧發(fā)酵過程中重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響,研究結(jié)果表明,在豬糞堆肥過程中添加生物炭和菌劑能使堆體高溫時間維持達7天,并能促進油菜種子發(fā)芽率提高,同時添加生物炭和菌劑的處理發(fā)酵效果最好,微生物多樣性明顯增加,真菌多樣性指數(shù)在堆肥各階段均高于其他處理,且對重金屬Cu、Zn、Pb、Cd的鈍化效果較好,鈍化效果分別為65.14%、56.19%、67.40%、20.95%,高于其他三組處理。(2)研究了生物炭種類、添加比例及微生物菌劑添加量等因素對豬糞好氧發(fā)酵過程中重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。九個處理高溫期維持了8天以上,含水率均降至35%以下,種子發(fā)芽指數(shù)達到80%以上,均實現(xiàn)了無害化處理。三維熒光光譜分析表明,堆肥完成后Peak A和Peak B的熒光峰強度變?nèi)?說明微生物頻繁的代謝活動使蛋白類物質(zhì)被大量分解,DOM成分逐漸復(fù)雜。對Cu最優(yōu)的添加為12%的花生殼生物炭和0.5%的菌劑(T8),與堆前相比,可交換態(tài)分配率下降25.36%,鈍化效果為70.36%。對Zn的最優(yōu)的處理是24%木屑炭和1.5%的菌劑(T3),可交換態(tài)和還原態(tài)Zn分配率之和較堆前下降34.57%,鈍化效果為40.76%。對Pb的最優(yōu)處理是24%花生殼生物炭和1%的菌劑(T9),可交換態(tài)分配率較堆前下降16.32%,鈍化效果為74.60%。對Cd的鈍化效果最優(yōu)的處理是24%木屑炭和1.5%的菌劑(T3),交換態(tài)Cd下降7.96%,鈍化效果為58.13%。綜合分析對四種重金屬鈍化效果較優(yōu)的組合為添加24%的花生殼生物炭和1.5%的菌劑。(3)為進一步提高生物炭對重金屬鈍化的作用,研究了NaOH和FeCl_3改性生物炭對重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。以豬糞和秸稈為原料,以改性花生殼生物炭作為添加劑(比例為24%),添加15‰的菌劑微生物菌劑進行堆肥試驗,結(jié)果表明,添對花生殼生物炭做改性處理可使重金屬Cu、Zn、Pb、Cd由活性較高的形態(tài)向活性較低的形態(tài)轉(zhuǎn)化,其鈍化效果較未添加生物炭處理提高1.81~5.76倍,NaOH和FeCl_3明顯提升了好氧發(fā)酵過程重金屬鈍化效果。綜合來看,在堆肥過程中FeCl_3改性生物炭(豬糞干物質(zhì)量24%)對重金屬Cu、Zn、Pb、Cd有相對較好的鈍化能力,其鈍化效果依次為78.70%、43.53%、66.45%、58.78%。本論文通過在豬糞堆肥過程中添加生物炭和復(fù)合微生物菌劑,明確了生物炭使用種類及添加比例以及微生物菌劑的添加比例,并對生物炭進行改性,進一步提升了重金屬的鈍化效果,為豬糞堆肥中重金屬鈍化技術(shù)提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X713

【參考文獻】

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本文編號：2732619