畜禽粪便生物炭固碳量、养分量的估算及田间施用潜在风险预测

摘要

为了探讨畜禽粪便转化为生物炭后固碳量、养分量及田间施用潜在风险,选取了牛粪、猪粪和鸡粪为主要畜禽粪便原料制备生物炭,通过对其产率、碳含量、养分含量及重金属含量的分析,结合畜禽粪便产量数据,估算了畜禽粪便转化生物炭后固定碳的量和养分的量,并对其田间施用潜在的重金属污染风险进行预测.结果发现:我国2015年主要畜禽粪便总产量达到1.90×109 t,其全部转化为生物炭后,固碳量达到3.51×108 t,相当于我国约17.2％的碳排放量;此外,固定的总养分量为1.73×108 t,氮、磷(P2O5)和钾(K2O)分别占总养分的32.6％、46.8％和20.6％.然而,畜禽粪便生物炭中Cu、Zn和Cd的含量超标严重,特别是猪粪生物炭中Cd的含量高达34.36 mg·kg-1,超标极其严重不能直接还田.研究表明,畜禽粪便转化为生物炭是一种有效固定碳和养分的方法,但也存在重金属污染的潜在环境风险,需对其作进一步评估.