我國造成污染的畜禽糞便總量將在2020年增加至2.98億噸,如不有效處理將給環(huán)境帶來嚴重的污染問題。好氧堆肥是最經(jīng)濟有效的糞便處理方式之一,但由于飼料中一些微量元素的添加,堆肥產品農用可能會造成土壤重金屬污染。另一方面,堆肥過程中一些微生物釋放到大氣中形成生物氣溶膠,給周圍人群的健康帶來隱患。如何在有效利用畜禽糞便堆肥產品改良土壤的同時,控制堆肥產品的重金屬污染、減少堆肥過程中釋放有害生物氣溶膠有著重要的實踐意義。本論文選用豬、牛、雞糞為原料進行為期一個月的堆肥和三個月的腐熟,研究此過程中畜禽糞便理化性質的變化規(guī)律。研究結果表明豬、牛、雞糞便含水率、揮發(fā)性固體、總磷、總鉀含量在堆肥過程中呈下降趨勢。三種畜禽糞便水溶性碳在總碳中的比例經(jīng)過30天堆肥后均提升了15%左右;豬、牛、雞糞有效磷含量在120天堆肥后分別增加了54.9%、25.7%和30.0%,速效鉀含量分別增加了74.1%,32.7%和86.4%。這些結果表明畜禽糞便營養(yǎng)元素的總量在堆肥過程中減少,但有效成分的比例卻增加。牛糞和雞糞的總Cu、總Zn含量接近農用泥質標準規(guī)定的限值,而豬糞的總Cu、總Zn含量均超出標準值,不適宜用作農用有機肥料。將三種糞便及其堆肥產品和土壤混配,在120d后比較施用畜禽糞便、堆肥產品和原土壤理化性質的不同。相比添加畜禽糞便的土壤,施用堆肥產品的土壤總碳,總磷和總鉀含量較低,但水溶性碳、有效磷和速效鉀等有效成分含量更高。施用豬、牛、雞糞便及其堆肥產品后土壤中總Cu含量分別是1668mg/kg,978mg/kg和1083mg/kg,超出相應標準規(guī)定的限值。相關性分析顯示,三種畜禽糞便及其堆肥產品的水溶性碳含量對土壤總碳含量影響顯著;土壤重金屬含量不僅受到糞便和堆肥產品中重金屬含量影響,也與它們的含水率和有機質含量密切相關。豬、牛、雞糞便堆肥過程中第2天、第10天、第30天和第60天的氣溶膠樣品被收集用于分析堆肥氣溶膠中細菌群落結構的變化。堆肥過程中Bacillus和Lactococcus在豬、牛、雞糞堆肥氣溶膠中均是優(yōu)勢菌屬。第60天的豬、牛、雞糞堆肥氣溶膠中的危險菌屬含量和第2天相比,分別降低了5.92%,55.29%和10.68%�；蚬δ茴A測結果表明:與細菌傳染病相關的基因相對含量在豬糞氣溶膠中(2.24%)最高,牛糞氣溶膠次之(1.88%),雞糞氣溶膠最低(1.68%)。冗余分析(RDA)顯示,含水率,揮發(fā)性固體總量/Ash和氧化還原電位是影響堆肥氣溶膠中細菌群落演替的最主要因素。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S141.4;S151.9;X713;X53
【部分圖文】：

等外部因素上，關于糞便內部理化性質，比如溫度、含水率、碳氮比、有機質含量等的文獻較少，需要進一步進行系統(tǒng)的探索。圖1-1 技術路線三種糞便及其堆肥產品對土壤的影響空白土壤直接施用豬、牛、雞糞便的土施用豬、牛、雞堆肥產品的土壤PCA分析RDA性分析堆肥過程中豬、牛、雞糞便理化性質的變基本理化性質（pH，EC，氧化還原電位，含水率，營養(yǎng)元素（碳，氮，磷，重金屬含量三種糞便堆肥過程中氣溶膠細菌群落的演相似性分析菌門，菌屬分布危險菌屬含量基因功能

圖 2-1 實驗裝置圖A.溫控系統(tǒng) B.水浴箱 C.堆肥反應器 D. 電加熱管道；1：堆體表面下 10cm平面；2：堆體表面下 30cm 平面；3：堆體表面下 50cm 平面2.4 取樣方法每隔三天在糞便堆肥堆體長度方向上等距離選取三個剖面，在各個剖面上 3點取樣，將其混合均勻后，取出約 5g 左右裝入無菌袋帶回實驗室。取出一部分新鮮污泥樣品，用來測量 pH， 氧化還原電位（ORP），電導率（EC），含水率，揮發(fā)性有機質（VS），氯離子(Cl-)、硫酸根離子（SO42-）、硝酸根離子（硝酸根離子），氨氮（NH4+）；另一部分風干，磨碎后過 100 目篩子，用于測定總碳、總氮、碳氮比（C/N），溶解性有機碳（DOC），有效磷（OP），速效鉀（OK）和重金屬含量。將三種畜禽糞便及其堆肥產品施用土壤后，每隔 10 天，從盆缽中多點取樣混合。樣點分布在三個深度，每個深度取三個等質量樣品。采樣使用不銹鋼鏟。測量的指標和方法和污泥相同。

便在堆肥過程中理化性質發(fā)生了顯著改變。有研究表明，畜禽質含量降低，但總氮，硝態(tài)氮，總磷，有效磷等能被植物吸收顯增加[55]。為了更好的分析豬、牛、雞糞便的農用潛力，本章為原料進行高溫堆肥，選用堆肥第 0 天、10 天、30 天和 120分析其基本理化性質和營養(yǎng)成分含量的變化規(guī)律。除此之外，了不同堆肥階段畜禽糞便的重金屬含量，為分析糞便可能帶來定的理論依據(jù)。過程基本理化性質的變化規(guī)律水率微生物代謝所需的營養(yǎng)物質需要被溶解在水中才能被植物吸收份蒸發(fā)可以帶走熱量，調節(jié)整個堆肥體系的溫度，因此含水率謝有重要意義。本小節(jié)分析了豬、牛、雞糞在堆肥初始階段、段和腐熟階段含水率的變化趨勢，結果如下圖所示。
【參考文獻】

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本文編號：2874526