發(fā)布時(shí)間：2023-03-28 14:04

　　近年來(lái),隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,畜禽廢棄物的排放量也迅速增長(zhǎng)。在規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中,有機(jī)胂制劑因其具有預(yù)防疾病、提高飼料轉(zhuǎn)化率、促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)等作用在畜禽養(yǎng)殖業(yè)廣泛應(yīng)用。然而,大部分有機(jī)胂制劑隨畜禽排泄物排出體外,造成畜禽廢棄物中含有較高濃度的砷。當(dāng)農(nóng)田施用高砷含量的畜禽廢棄物時(shí),可能會(huì)造成土壤和農(nóng)作物砷累積,進(jìn)而威脅農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康。堆肥是畜禽廢棄物實(shí)現(xiàn)資源化處理最有效的一種措施,可以使畜禽廢棄物減量化和無(wú)害化。但是畜禽廢棄物堆肥過(guò)程中砷的形態(tài)轉(zhuǎn)化尤其是砷的甲基化過(guò)程以及砷甲基化微生物的驅(qū)動(dòng)機(jī)制還缺乏研究。本研究在對(duì)浙北地區(qū)養(yǎng)豬廢棄物、廢水及長(zhǎng)期施用豬糞的農(nóng)田土壤砷污染調(diào)查基礎(chǔ)上,通過(guò)室內(nèi)模擬堆肥和野外實(shí)際堆肥結(jié)合的方式,研究堆肥過(guò)程中砷的氧化、還原尤其是甲基化作用,探討了生物質(zhì)炭添加對(duì)畜禽廢棄物堆肥過(guò)程中砷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。同時(shí),應(yīng)用qPCR、克隆文庫(kù)和16S rRNA基因高通量測(cè)序等分子生物學(xué)手段研究了畜禽養(yǎng)殖廢棄物堆肥過(guò)程中砷甲基化功能微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性及其演替規(guī)律,揭示了生物質(zhì)炭對(duì)堆肥過(guò)程中砷甲基化行為特征的影響與微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制。主要的結(jié)論如下:(1)對(duì)浙北地區(qū)規(guī)模...

【文章頁(yè)數(shù)】：170 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
英文縮略表
1 緒論
    1.1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展及污染現(xiàn)狀
        1.1.1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展及畜禽廢棄物污染現(xiàn)狀
        1.1.2 畜禽廢棄物的危害
    1.2 畜禽廢棄物中砷的污染現(xiàn)狀
        1.2.1 畜禽廢棄物中砷的來(lái)源
        1.2.2 畜禽廢棄物中砷的含量
        1.2.3 畜禽廢棄物中砷的形態(tài)分布
        1.2.4 畜禽廢棄物中砷的危害
    1.3 環(huán)境中砷的生物轉(zhuǎn)化
        1.3.1 砷的形態(tài)和毒性
        1.3.2 砷的氧化
        1.3.3 砷的還原
        1.3.4 砷的甲基化
        1.3.5 微生物砷甲基轉(zhuǎn)移酶(arsM)
        1.3.6 砷甲基化的影響因素
    1.4 畜禽廢棄物處置技術(shù)及處置過(guò)程中砷的轉(zhuǎn)化
        1.4.1 畜禽廢棄物處置技術(shù)
        1.4.2 生物質(zhì)炭在堆肥過(guò)程中的應(yīng)用
        1.4.3 畜禽廢棄物處置過(guò)程中砷的轉(zhuǎn)化
    1.5 論文的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線(xiàn)
        1.5.1 研究目標(biāo)
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
        1.5.3 研究技術(shù)路線(xiàn)
2 畜禽廢棄物及長(zhǎng)期施用畜禽糞肥農(nóng)田土壤砷污染調(diào)查
    2.1 材料與方法
        2.1.1 主要試劑和儀器
        2.1.2 豬糞和堆肥樣品的采集及處理
        2.1.3 養(yǎng)豬場(chǎng)廢水的采集及處理
        2.1.4 長(zhǎng)期施用豬糞的農(nóng)田土壤樣品的采集與處理
        2.1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法
        2.1.6 數(shù)據(jù)分析
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 豬糞、堆肥樣品中砷的含量與形態(tài)
        2.2.2 養(yǎng)豬廢水中砷的含量與形態(tài)
        2.2.3 長(zhǎng)期施用豬糞對(duì)土壤砷的累積效應(yīng)
    2.3 本章小結(jié)
3 豬糞堆肥過(guò)程中砷的形態(tài)轉(zhuǎn)化特征
    3.1 材料與方法
        3.1.1 主要的試劑與儀器
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        3.1.3 野外實(shí)際堆肥試驗(yàn)及樣品采集
        3.1.4 室內(nèi)模擬堆肥試驗(yàn)及樣品采集
        3.1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法
        3.1.6 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 野外實(shí)際堆肥過(guò)程中理化性質(zhì)的變化
        3.2.2 野外實(shí)際堆肥過(guò)程中重金屬總量的變化
        3.2.3 野外實(shí)際堆肥過(guò)程中砷形態(tài)的變化
        3.2.4 室內(nèi)模擬堆肥過(guò)程中砷形態(tài)的變化
    3.3 本章小結(jié)
4 豬糞堆肥過(guò)程中砷甲基化功能微生物多樣性及其演替規(guī)律
    4.1 材料與方法
        4.1.1 DNA的提取
        4.1.2 砷功能基因的實(shí)時(shí)熒光定量PCR
        4.1.3 arsM基因克隆文庫(kù)的構(gòu)建
        4.1.4 16S rRNA基因高通量測(cè)序分析
        4.1.5 arsM基因系統(tǒng)發(fā)育分析
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 堆肥過(guò)程中砷功能基因豐度的變化
        4.2.2 砷形態(tài)、環(huán)境因子及砷功能基因豐度之間的相關(guān)性分析
        4.2.3 堆肥過(guò)程中砷甲基化微生物群落結(jié)構(gòu)的多樣性及其演替規(guī)律
    4.3 本章小結(jié)
5 生物質(zhì)炭對(duì)豬糞堆肥過(guò)程中砷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響
    5.1 材料與方法
        5.1.1 主要試劑和儀器
        5.1.2 試驗(yàn)材料
        5.1.3 不同生物質(zhì)炭添加比例堆肥試驗(yàn)與采樣
        5.1.4 反應(yīng)器堆肥試驗(yàn)與采樣
        5.1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法
        5.1.6 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 模擬堆肥過(guò)程中添加生物質(zhì)炭對(duì)砷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響
        5.2.2 反應(yīng)器堆肥過(guò)程中添加生物質(zhì)炭對(duì)堆肥理化性質(zhì)的影響
        5.2.3 反應(yīng)器堆肥過(guò)程中添加生物質(zhì)炭對(duì)總砷的影響
        5.2.4 反應(yīng)器堆肥過(guò)程中添加生物質(zhì)炭對(duì)砷形態(tài)的影響
        5.2.5 添加生物質(zhì)炭對(duì)氣態(tài)砷的產(chǎn)生速率及其形態(tài)的影響
    5.3 本章小結(jié)
6 生物質(zhì)炭影響豬糞堆肥過(guò)程中砷甲基化的微生物作用機(jī)理
    6.1 材料與方法
        6.1.1 DNA的提取
        6.1.2 砷功能基因的實(shí)時(shí)熒光定量PCR
        6.1.3 16S rRNA基因測(cè)序分析
    6.2 結(jié)果與分析
        6.2.1 生物質(zhì)炭的添加對(duì)堆肥過(guò)程中砷功能基因豐度的影響
        6.2.2 砷形態(tài)、環(huán)境因子及砷功能基因豐度之間的相關(guān)性分析
        6.2.3 生物質(zhì)炭的添加對(duì)堆肥過(guò)程中細(xì)菌群落α-多樣性的影響
        6.2.4 生物質(zhì)炭的添加對(duì)堆肥過(guò)程細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化的影響
        6.2.5 堆肥過(guò)程中特異細(xì)菌群落的組成
        6.2.6 關(guān)鍵細(xì)菌與堆肥過(guò)程中甲基砷的相關(guān)性
    6.3 本章小結(jié)
7 研究結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及展望
    7.1 研究結(jié)論
        7.1.1 畜禽廢棄物及長(zhǎng)期施用畜禽糞肥農(nóng)田土壤砷污染調(diào)查
        7.1.2 豬糞堆肥過(guò)程中砷的形態(tài)轉(zhuǎn)化
        7.1.3 豬糞堆肥過(guò)程中砷甲基化的微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制
        7.1.4 添加生物質(zhì)炭對(duì)豬糞堆肥過(guò)程中砷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響
        7.1.5 添加生物質(zhì)炭影響豬糞堆肥過(guò)程中砷甲基化的微生物作用機(jī)理
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及主要學(xué)術(shù)成果和所獲榮譽(yù)



本文編號(hào)：3772939