發(fā)布時間：2020-10-29 17:55

　　 大量重金屬添加致使畜禽糞便重金屬污染嚴(yán)重,對土壤環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品安全均構(gòu)成危害。堆肥不僅可對畜禽廢棄物實現(xiàn)無害化處理,而且還能夠改變重金屬形態(tài),降低重金屬有效性。本文通過添加新型酶制劑—酵素,研究不同處理下雞糞快速堆肥過程中重金屬含量、形態(tài)分布以及腐殖質(zhì)含量特征,為雞糞資源化安全利用提供參考。(1)以雞糞、玉米秸稈為主要原料,并添加酵素進行高溫好氧堆肥實驗,研究了在不同堆肥溫度下pH、EC、重金屬含量與形態(tài)、腐殖質(zhì)含量變化以及紅外光譜特征。結(jié)果表明,與堆肥前相比,pH值隨溫度升高而增大,最大可增加0.53個單位。而EC值隨堆肥溫度變化不明顯,但85℃處理下最低。由于堆肥過程中有機質(zhì)分解,因此重金屬含量均不同程度增加,Cu、Zn、Cr、Cd和As含量較堆肥前相比最大增幅分別達到35.6%、11.5%、35.0%、35.3%和23.8%。然而重金屬可交換態(tài)分配率則有所降低,殘渣態(tài)分配律相應(yīng)增加,在85℃處理下重金屬鈍化效果顯著,與堆肥前相比,Cu、Zn、Cr、Cd和As鈍化率分別為24.8%、26.0%、27.6%、26.9%和13.9%。高溫處理下,胡敏酸和富里酸變化不一,而腐殖酸/富里酸(HF/HA)比值隨著堆肥溫度增加而增大,且隨著堆肥的進行脂肪族、羧酸類分子以及多糖類物質(zhì)均有所增加。(2)以雞糞和稻草秸稈為原料,對比了傳統(tǒng)好氧堆肥(分別添加VT-1000液體菌劑和芽孢桿菌固體菌劑)、高溫快速堆肥(酵素)和復(fù)合堆肥(高溫快速堆肥+傳統(tǒng)好氧堆肥)中重金屬含量和形態(tài)分布、理化性質(zhì)和有機質(zhì)的變化。結(jié)果表明,堆肥后pH、EC和含水率均與堆肥前差異性顯著(p0.05),復(fù)合處理和傳統(tǒng)好氧堆肥pH顯著高于高溫酵素堆肥(p0.05),EL組處理最高上升至8.9,但堆肥后其他組處理差異性不顯著,EL組的EC值下降至最低2.59,且復(fù)合處理后含水率顯著低于單一處理(p0.05),各組種子發(fā)芽指數(shù)均在80%以上。在重金屬鈍化方面,復(fù)合處理效果好于單一處理,其中EL組重金屬Cu、Zn、Cr、Cd、Pb和As可交換態(tài)鈍化率分別為69.27%、50.69%、68.67%、46.28%、54.3%和29.53%,均高于其他組。除Cr和Pb外,傳統(tǒng)好氧堆肥可交換態(tài)鈍化效果優(yōu)于高溫酵素堆肥。堆肥后,腐殖質(zhì)含量和胡敏酸含量增加,且不同發(fā)酵方式下差異性顯著(p0.05),HA/FA均上升,其中復(fù)合處理高于其他處理。紅外光譜研究發(fā)現(xiàn),堆肥中多糖類和脂肪族化合物含量均有所增加,但香族類化合物有所降低。(3)采用高溫酵素快速發(fā)酵,研究添加海泡石、鈣鎂磷肥、生物炭單一及其復(fù)配鈍化劑對雞糞堆肥中重金屬含量和形態(tài)分布及其有機質(zhì)變化特征。結(jié)果表明,堆肥后各組處理pH均有所上升,最高上升至7.09;EC值均下降,最低下降至2.76;C/N有降低趨勢,GI均在70%以上。不同處理下,Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Ni和Mn最大鈍化率分別為37.72%、37.46%、42.22%、16.91%、18.49%、58.41%、39.18%和49.28%,其中海泡石+生物炭+鈣鎂磷肥復(fù)配鈍化劑組鈍化效果最好。各組處理堆肥后,腐殖酸和HA均有所上升,最高分別增加19.8%和78.9%,FA有所下降,最低下降25.2%,各組腐殖酸,HA和FA均與堆肥前差異性顯著(p0.05),但組間差異不明顯,紅外光譜分析后發(fā)現(xiàn)堆肥后多糖小分子類物質(zhì)均不同程度增加。因此,高溫酵素堆肥時投加鈍化劑對重金屬鈍化有一定的促進效果。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S141.4
【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 前言
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 我國家禽養(yǎng)殖業(yè)狀況
        1.1.2 畜禽糞便中重金屬的來源及遷移
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 畜禽糞便的無害化處理
        1.2.2 堆肥對重金屬鈍化的原理
        1.2.3 堆肥腐殖質(zhì)形成的機理研究
        1.2.4 鈍化劑在堆肥中的應(yīng)用
    1.3 研究目的及意義
    1.4 研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
2 材料與方法
    2.1 高溫快速發(fā)酵對雞糞重金屬形態(tài)分布及理化性質(zhì)影響
        2.1.1 供試材料
        2.1.2 實驗設(shè)計
        2.1.3 分析方法
        2.1.4 數(shù)據(jù)分析
    2.2 不同發(fā)酵方式對雞糞重金屬形態(tài)分布及有機質(zhì)變化影響
        2.2.1 供試材料
        2.2.2 實驗設(shè)計
        2.2.3 分析方法
        2.2.4 數(shù)據(jù)分析
    2.3 不同鈍化劑對雞糞堆肥中重金屬鈍化效果及理化性質(zhì)影響
        2.3.1 供試材料
        2.3.2 實驗設(shè)計
        2.3.3 分析方法
        2.3.4 數(shù)據(jù)分析
3 結(jié)果與討論
    3.1 不同溫度酵素發(fā)酵對雞糞重金屬形態(tài)及理化性質(zhì)的影響
        3.1.1 堆肥過程中pH值和EC的變化特征
        3.1.2 不同處理重金屬含量與形態(tài)分布特征
        3.1.3 不同處理下腐殖物質(zhì)變化規(guī)律
        3.1.4 討論
        3.1.5 小結(jié)
    3.2 不同發(fā)酵方式對雞糞重金屬形態(tài)分布及有機質(zhì)變化影響
        3.2.1 各組堆肥理化性質(zhì)變化特征
        3.2.2 堆肥前后重金屬總量及有效態(tài)的變化
        3.2.3 堆肥前后各組腐殖質(zhì)等變化情況
        3.2.4 討論
        3.2.5 小結(jié)
    3.3 不同鈍化劑對雞糞堆肥中重金屬鈍化效果及理化性質(zhì)影響
        3.3.1 堆肥結(jié)束后理化性質(zhì)的變化
        3.3.2 不同處理后重金屬含量與分布特征變化
        3.3.3 堆肥結(jié)束后腐殖物質(zhì)及官能團變化
        3.3.4 討論
        3.3.5 小結(jié)
4 結(jié)論
致謝
參考文獻

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