不同养猪模式下环境中重金属累积特征

摘要

随着畜牧业养殖的集约化、规模化程度不断提高，畜禽粪尿对土壤环境的影响日益受到人们的关注。其中，重金属是畜禽粪尿中的主要污染物之一，畜禽粪尿对环境的直接排放，使重金属成为影响土壤健康的限制因素;发酵床养殖通过微生物对垫料中畜禽粪尿的分解来降低对环境的直接排放，对减少土壤的重金属污染具有重要意义。本研究通过对发酵床垫料、垫料下土壤、发酵床外土壤和传统猪场的土壤样品进行为期一年的定点测定，对垫料中重金属累积状况进行研究，探讨垫料的重金属累积特性，为垫料后期的利用提供参考;通过发酵床和传统规模化养殖猪舍外土壤样品中重金属随时间含量变化情况的研究，评价发酵床养殖与传统规模化养殖对土壤环境重金属的影响。旨在为发酵床的推广应用、环境评价、垫料的后期利用提供参考依据。得到主要结论如下:
　　(1)发酵床养殖中猪粪尿中的重金属主要集中在发酵床垫料中，Cu、Zn、Cr、As、Pb、Ni、Cd、Mn在0～40 cm垫料层含量的累积量分别为50.81、84.32、36.08、7.25、12.12、65.99、2.79、2343.68mg·kg-1，对垫料下层土壤影响较小。
　　(2)发酵床垫料经一年的使用，垫料中Pb、Cd均超过了国家规定的有机肥料含量最大值，废弃垫料的后期利用要经过添加调理剂、经堆肥处理等，稀释垫料中的重金属，将垫料无害化处理后才能加以利用。
　　(3)发酵床养殖会造成猪舍外土壤中重金属的累积，0-80cm土壤层次Cd均超过了国家三级土壤标准含量，种植在此土壤中的农作物存在一定的安全隐患，Ni超过了国家二级土壤标准，尚未达到三级土壤的标准值，目前还处在安全的范围内。
　　(4)传统规模化养殖猪舍外土壤与发酵床养殖方式猪舍外的土壤类似，Cd超过了国家三级土壤标准含量，Ni超过了国家二级土壤标准，但与三级土壤的标准值还有差距，处在安全的范围内。
　　(5)经过一年的试验期，20～80 cm土层发酵床养殖方式的Cu、Zn、Cr、As、Pb、Ni、Cd、Mn累积量分别为7.42、16.83、0.69、2.05、8.07、33.66、1.09、269.03mg·kg-1;传统猪场外土壤样品累积量分别达34.45、55.31、45.41、3.58、25.29、37.81、2.12、591.71mg·kg-1。传统规模化养殖方式猪舍外的土壤重金属含量的累积量均高于发酵床养殖方式猪舍外的重金属累积，说明发酵床养殖方式在对土壤环境重金属污染方面要低于传统规模化养殖，对于缓解畜禽养殖对土壤重金属污染效果显著。

目录

摘要

第一章 引言

1．1 研究背景

1．1．1 重金属污染

1．1．2 农业重金属污染

1．1．3 重金属污染与粮食安全

1．2 养猪业的重金属污染

1．2．1 污染来源

1．2．2 传统规模化养猪的污染物排放

1．2．3 养猪业污染的严重性

1．3 发酵床养殖技术

1．3．1 发酵床养殖技术简介

1．3．2 发酵床养殖技术的优点

1．3．3 发酵床养殖技术的缺点

1．3．4 发酵床垫料的后续利用及潜在危害

1．3．5 发酵床养猪的污染物排放

1．4 研究现状

1．4．1 发酵床养殖重金属污染研究现状

1．4．2 规模化养殖重金属污染研究现状

第二章 研究内容、目标及意义

2．1 研究内容

2．2 研究目标

2．3 研究意义

2．4 研究技术路线

第三章 发酵床垫料及下层土壤的重金属累积

3．1 材料与方法

3．1．1 试验设计

3．1．2 样品采集

3．1．3 测定方法

3．2 结果与分析

3．2．1 垫料及下层土壤中Cu的累积

3．2．2 垫料及下层土壤中Zn的累积

3．2．3 垫料及下层土壤中Cr的累积

3．2．4 垫料及下层土壤中As的景积

3．2．5 垫料及下层土壤中Pb的景积

3．2．6 垫料及下层土壤中Ni的累积

3．2．7 垫料及下层土壤中Cd的累积

3．2．8 垫料及下层土壤中Mn的更积

3．2．9 发酵床内样品分析

3．3 讨论

3．4 本章小结

第四章 发酵床和传统猪舍周边土壤的重金属累积

4．1 材料与方法

4．1．1 试验设计

4．1．2 样品采集

4．1．3 测定方法

4．2 结果与分析

4．2．1 Cu的累积

4．2．2 Zn的累积

4．2．3 Cr的累积

4．2．4 As的累积

4．2．5 Pb的累积

4．2．6 Ni的累积

4．2．7 Cd的累积

4．2．8 Mn的累积

4．2．9 发酵床猪舍外样品分析

4．2．10 传统猪舍外样品分析

4．3 讨论

4．4 本章小结

第五章 结论

第六章 存在的问题及展望

参考文献

致谢

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