畜禽粪便冻融作用后磷形态分布及其释放特征

畜禽粪便冻融作用后磷形态分布及其释放特征

论文摘要

畜禽粪便中磷(P)释放特性与其赋存的形态密切相关,冻融循环可通过改变畜禽粪便的理化性质而影响粪便中P形态的分布,进而影响其后续的释放过程.本研究通过一系列室内模拟实验,探究了冻融循环对不同含水率猪粪中P形态分布的影响,以及冻融循环后粪便中P释放特征及其影响因素.结果表明,与未经冻融猪粪相比,冻融后低含水率粪便中Ca-P、Oc-P和Res-P含量分别下降了47.38%、29.76%和55.19%,NH4Cl-P和Al-P分别增加了36.82%和23.13%;高含水率猪粪中Ca-P、Oc-P和Res-P含量分别减少了49.59%、41.59%和76.96%,NH4Cl-P、Al-P和Fe-P含量分别增加了37.34%、32.84%和8.96%.经冻融处理的粪便P的释放速率和累积释放量明显大于未冻融处理的粪便.伪一级动力学方程、Elovich方程、权函数方程均能较好的拟合粪便P释放动力学过程,其中Elovich方程的拟合效果最佳,表明粪便中P释放动力学过程是以扩散为主的反应过程.雨水pH值和共存阴离子会影响粪便P的释放,溶液pH越低或NO-3/SO■比值越小,越有利用于粪便P的释放.依据统计数据估算,我国冻融区域内畜禽粪便因冻融导致的P最大释放增量总和约为3.20万t·a-1,为降低其面源污染风险需要更好的粪便储存处理措施.

论文目录

  • 1 引言 (Introduction)
  • 2 材料与方法 (Materials and methods)
  •   2.1 供试猪粪采集及预处理
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 冻融循环后猪粪中磷释放动力学实验
  •     2.2.2 冻融循环后猪粪中磷释放的影响因素实验
  •   2.3 样品分析
  •     2.3.1 样品磷的分级及总磷的测定
  •     2.3.2 猪粪粒级分级及其他理化性质测定
  •   2.4 数据处理方法
  •     2.4.1 磷释放动力学拟合模型
  •     2.4.2 畜禽粪便产生量、磷含量及冻融区粪便磷释放增量的估算
  • 3 结果与讨论 (Results and discussion)
  •   3.1 冻融循环粪便主要理化性质变化
  •   3.2 冻融对粪便P释放的影响
  •   3.3 冻融循环后猪粪P释放影响因素
  •     3.3.1 pH的影响
  •     3.3.2 共存阴离子影响
  •   3.4 冻融区域内畜禽粪便P的释放及环境风险
  • 4 结论 (Conclusions)
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈兴财,张丰松,童心,安思雨,张雪莲,胡柏杨,李艳霞

    关键词: 冻融循环,畜禽粪便,形态分布,释放动力学

    来源: 环境科学学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,农业科技

    专业: 环境科学与资源利用,农业基础科学

    单位: 北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室,中国科学院地理科学与资源研究所,北京市土肥工作站

    基金: 国家自然科学基金项目(No.21577007),“十三五”国家重点研发计划重点专项项目(No.2016YFD0800204)

    分类号: X713

    DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2018.0470

    页码: 1617-1625

    总页数: 9

    文件大小: 350K

    下载量: 147

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