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关键词：
猪粪,堆肥,Cu,Zn,形态
发表时间：
2013-10-11 11:01:08
摘要：Cu、Zn 制剂等饲料添加剂的广泛使用，导致猪粪中高浓度Cu、Zn 的残留，给土壤环境造成潜在污染风险。通过室内培养实验，研究了猪粪及其堆肥在菜园土和矿山土中Cu、Zn 的形态分布特征，探讨了堆肥对猪粪中Cu、Zn 在土壤中形态分布的影响。结果表明，猪粪经过堆腐后，Cu 的酸提取态和可还原态分别降低9.2% 和17.2%，Zn 分别降低了17.4%和29.1%，而可氧化态和残渣态Cu、Zn 比例增加，并且主要以可氧化态形式存在。施加猪粪或猪粪堆肥后，菜园土中的Zn 主要以可还原态和残渣态形式存在，分别占到总量的45%左右和25%~43%，在矿山土中残渣态Zn 显著高于其他3 种形态，但两种土壤中残渣态及可氧化态Zn 有向酸可提取态及可还原态转化的趋势，并且经过堆腐的猪粪会更加促进Zn 从残渣态向其他形态转变；而猪粪堆肥中的Cu 在土壤中的稳定性却明显高于未经堆腐的猪粪，无论在矿山土还是菜园土处理中，施入猪粪堆肥的土壤中残渣态和可氧化态Cu 的比例显著高于施用未经堆腐猪粪的处理。这表明，猪粪经过堆肥化处理对Cu 的稳定化具有明显作用，可以降低其土壤污染风险，但是对猪粪中Zn 的作用与此相反。
现代农业中有机肥占有极其重要的地位，是无公害农业和绿色食品生产中的主要肥料。畜禽粪便作为一种常用的有机肥，可以为土壤提供丰富的N、P 等营养元素，改善土壤的理化特性，提高作物产量。然而集约化养殖过程中，为促进畜禽生长和预防疾病，Cu、Zn 等制剂的大量使用常导致其在猪粪中较高浓度的残留[1-2]。张树清等[3]对北京、江苏7 省、市的畜禽粪便样品分析结果表明，猪粪中的Cu、Zn 含量普遍较高，最高浓度分别达到了1 591 和8 710 mg·kg-1，至少有20%~30%样品超出我国污泥农用标准（GB-4284—1984）。Li 等[4]调查发现，北京和阜新育肥猪猪粪中Cu 含量平均分别为888 和692 mg·kg-1，最高竟达2 017 mg·kg-1。另有研究显示，长期施用猪粪的农田，表层土壤中Cu、Zn 总量升高，生物可利用态比例增加[5]。因此，Cu、Zn 等高浓度残留已成为猪粪农用的限制因素。
畜禽粪便在土地利用之前通常会采用好氧或厌氧的堆肥方式进行处理[6]，一是可以将粪便中的有机质降解并使其稳定化，二是高温堆肥还可以杀灭粪便中的病原菌。还有研究认为，堆肥过程可以使城市污泥、畜禽粪便等固体废弃物中的重金属有效态含量减少，可降低其中重金属的生物有效性[7-9]。但是，当堆肥中的重金属作为“外源”污染物进入土壤后，其迁移能力及生物可利用性不仅与其在粪便中的化学形态密切相关，还与土壤及粪便的理化性状密切相关，其在土壤中的形态分布可能与堆肥时存在差异[10-11]。本文通过温室培养实验，研究了堆腐及未堆腐猪粪中Cu、Zn在不同类型土壤中的形态分布特征，并初步探讨了差异的成因，为实现畜禽粪便农用的无害化、资源化，降低土壤重金属污染风险提供理论依据和参考方法。
畜禽粪便在土地利用之前通常会采用好氧或厌氧的堆肥方式进行处理[6]，一是可以将粪便中的有机质降解并使其稳定化，二是高温堆肥还可以杀灭粪便中的病原菌。还有研究认为，堆肥过程可以使城市污泥、畜禽粪便等固体废弃物中的重金属有效态含量减少，可降低其中重金属的生物有效性[7-9]。但是，当堆肥中的重金属作为“外源”污染物进入土壤后，其迁移能力及生物可利用性不仅与其在粪便中的化学形态密切相关，还与土壤及粪便的理化性状密切相关，其在土壤中的形态分布可能与堆肥时存在差异[10-11]。本文通过温室培养实验，研究了堆腐及未堆腐猪粪中Cu、Zn在不同类型土壤中的形态分布特征，并初步探讨了差异的成因，为实现畜禽粪便农用的无害化、资源化，降低土壤重金属污染风险提供理论依据和参考方法。
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