畜禽粪便堆肥对土壤理化性质和生物气溶胶的影响研究.pdf

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1、硕士学位论文畜禽粪便堆肥对土壤理化性质和生物气溶胶的影响研究STUDYONTHEIMPACTOFCOMPOSTINGPROCESSONTHEPHYSICOCHEMICALPROPERTIESOFSOILANDBIOAEROSOL楚楚哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.4密级：公开工程硕士学位论文畜禽粪便堆肥对土壤理化性质和生物气溶胶的影响研究硕士研究生：楚楚导师：王科副教授申请学位：工程硕士学科：市政工程所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classi

2、fiedIndex:TU992.3U.D.C:628.4DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEIMPACTOFCOMPOSTINGPROCESSONTHEPHYSICOCHEMICALPROPERTIESOFSOILANDBIOAEROSOLCandidate：ChuChuSupervisor：Assoc.Prof.KeWangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：EnvironmentalEngineering

3、Affiliation：ArchitecturalandCivilEngineeringDateofDefence：June,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要我国造成污染的畜禽粪便总量将在2020年增加至2.98亿吨，如不有效处理将给环境带来严重的污染问题。好氧堆肥是最经济有效的粪便处理方式之一，但由于饲料中一些微量元素的添加，堆肥产品农用可能会造成土壤重金属污染。另一方面，堆肥过程中一些微生物释放到大气中形成生物气溶胶，给周围

4、人群的健康带来隐患。如何在有效利用畜禽粪便堆肥产品改良土壤的同时，控制堆肥产品的重金属污染、减少堆肥过程中释放有害生物气溶胶有着重要的实践意义。本论文选用猪、牛、鸡粪为原料进行为期一个月的堆肥和三个月的腐熟，研究此过程中畜禽粪便理化性质的变化规律。研究结果表明猪、牛、鸡粪便含水率、挥发性固体、总磷、总钾含量在堆肥过程中呈下降趋势。三种畜禽粪便水溶性碳在总碳中的比例经过30天堆肥后均提升了15%左右；猪、牛、鸡粪有效磷含量在120天堆肥后分别增加了54.9%、25.7%和30.0%，速效钾含量分别增加了74.1%，32.7%和86.4%。这些结果表明畜

5、禽粪便营养元素的总量在堆肥过程中减少，但有效成分的比例却增加。牛粪和鸡粪的总Cu、总Zn含量接近农用泥质标准规定的限值，而猪粪的总Cu、总Zn含量均超出标准值，不适宜用作农用有机肥料。将三种粪便及其堆肥产品和土壤混配，在120d后比较施用畜禽粪便、堆肥产品和原土壤理化性质的不同。相比添加畜禽粪便的土壤，施用堆肥产品的土壤总碳，总磷和总钾含量较低，但水溶性碳、有效磷和速效钾等有效成分含量更高。施用猪、牛、鸡粪便及其堆肥产品后土壤中总Cu含量分别是1668mg/kg，978mg/kg和1083mg/kg，超出相应标准规定的限值。相关性分析显示，三种畜禽粪

6、便及其堆肥产品的水溶性碳含量对土壤总碳含量影响显著；土壤重金属含量不仅受到粪便和堆肥产品中重金属含量影响，也与它们的含水率和有机质含量密切相关。猪、牛、鸡粪便堆肥过程中第2天、第10天、第30天和第60天的气溶胶样品被收集用于分析堆肥气溶胶中细菌群落结构的变化。堆肥过程中Bacillus和Lactococcus在猪、牛、鸡粪堆肥气溶胶中均是优势菌属。第60天的猪、牛、鸡粪堆肥气溶胶中的危险菌属含量和第2天相比，分别降低了5.92%，55.29%和10.68%。基因功能预测结果表明：与细菌传染病相关的基因相对含量在猪粪气溶胶中（2.24%）最高，牛粪气

7、溶胶次之（1.88%），鸡粪气溶胶最低（1.68%）。冗余分析（RDA）显示，含水率，挥发性固体总量/Ash和氧化还原电位是影响I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文堆肥气溶胶中细菌群落演替的最主要因素。关键词：堆肥；土壤；重金属；生物气溶胶；畜禽粪便II哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThetotalamountoflivestockfecesinChinawillincreaseto298milliontonsby2020,causingseriousenvironmentalpollutionproblems.Aerobiccompos

8、tingisoneofthemosteconomicalandeffectivewaystotreatfec