CN101692801A

CN101692801A - 一种降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法

Info

Publication number: CN101692801A
Application number: CN200910153396A
Authority: CN
Inventors: 李灵香玉; 吴坚阳; 田光明; 许振岚
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: CN101692801B

Abstract

本发明公开了一种降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法，该方法首先配制蚯蚓饲料：猪粪经20～40天腐熟处理，选用草炭作为调理剂，按质量比8～12％的比例将草炭添加到熟化猪粪中，混合均匀，并用去离子水调节含水率为75±2％；然后选用不含有机质的蛭石作为环境基质装入饲养容器底部，利用去离子水调节含水率为75±2％，在蛭石表层铺设1/2圆面积的蚯蚓饲料，进行温室蚯蚓养殖，该方法能有效降低蚯蚓对猪粪中Cu、Zn的吸收富集量，可操作性强，运行简单，效果明显。

Description

一种降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法

技术领域

本发明涉及农业有机固体废弃物资源化利用领域，尤其涉及一种降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法。

背景技术

近年来，我国的畜牧业持续增长，年均增幅接近10％，畜牧业已经成为中国农村经济中最活跃的增长点和重要支柱产业，产值占农业总产值的比例超过三分之一。现代畜牧业的规模化、集约化和机械化发展，产生大量畜禽粪便，已经成为我国农村、大中城市的近郊和城乡结合部的重要污染来源，甚至在部分地区已超过工业和生活污染，既严重影响人居生态环境质量和农产品安全，同时极大地制约了畜禽养殖业本身的可持续发展。因此，畜禽养殖废弃物的资源化利用和污染防治对于保护生态环境，促进农村经济可持续发展具有重要意义。

大量调查和研究结果表明，由于畜禽养殖业的低利润，以及养殖废弃物富含N、P营养元素和有机物，属于优质的有机肥资源，对畜禽养殖废弃物的最佳处理途径是高效低成本的资源化利用和生态化处理，如饲养蚯蚓用作动物饲料和药用资源，此方法已经得到广泛的推广应用，取得了显著的环境、经济和社会效益。

然而，集约化畜禽养殖普遍采用高Cu、高Zn等重金属微量元素的饲料添加剂，以提高饲料利用率、增强畜禽机体免疫力以及改善肉质等。如有的在仔猪和生长猪日粮中添加无机铜(CuSO4)达100-250mg/kg，有的甚至高达200-300mg/kg，而锌的添加量则更高，达到2000-3000mg/kg。据报道，全国每年使用的微量元素添加剂为15-18万吨，但由于生物利用率低，大约有10万吨左右未被利用而进入畜禽粪便，根据畜禽粪便的不同处理处置和利用途径，在土壤、水体、植物、动物体内迁移、转化、累积，最终危及农产品安全性和人体健康。调查分析发现，猪粪中重金属污染主要以Cu和Zn为主，Cu含量均值在830mg/kg左右，最高达到1152mg/kg；Zn含量均值在2407mg/kg左右，最高达到3994mg/kg。

已有研究表明，利用猪粪饲养蚯蚓将导致猪粪中重金属Cu、Zn迁移、累积在蚯蚓体内，当使用这些蚯蚓作为动物饲料和药用资源时，将使重金属Cu、Zn随食物链逐级传递、累积，并最终危害人类健康。因此，研究开发有效的重金属污染控制技术，调控蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn的吸收富集对于促进畜禽粪便资源化利用，确保农产品安全具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法，包括以下步骤：

(1)配制蚯蚓饲料：猪粪经20～40天腐熟处理，选用草炭作为调理剂，按质量比8～12％的比例将草炭添加到熟化猪粪中，混合均匀，并用去离子水调节含水率为75±2％；

(2)选用不含有机质的蛭石作为环境基质装入饲养容器底部，利用去离子水调节含水率为75±2％，在蛭石表层铺设1/2圆面积的蚯蚓饲料，进行温室蚯蚓养殖。

进一步地，所述草炭和熟化猪粪的质量比优选10％。

进一步地，所述室温为25±2℃。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果：

1、该方法能有效降低蚯蚓对猪粪中Cu、Zn的吸收富集量；

2、本方法通过添加不同剂量的草炭来调控蚯蚓对猪粪中Cu、Zn的吸收富集量，可操作性强，运行简单，效果明显，Cu、Zn的最大降幅分别为28.74％和20.97％；

3、利用添加草炭的方法能为降低蚯蚓对猪粪中Cu、Zn的富集提供一种新的途径，促进猪粪的资源化利用。

附图说明

图1是草炭添加量与蚯蚓对猪粪中Cu、Zn随时间富集量的关系图。

具体实施方式

下面根据附图详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

草炭又称泥炭，是地质历史时期不同程度分解的植物残体的堆积物，其有机质含量较高，具有改善土壤理化性质、保水保肥等特点，多用于土壤改良和配制各类营养土、花卉土。目前，将草炭作为重金属调理剂用于钝化污泥中重金属的研究已经开展。结果发现：添加适量草炭可以显著影响污泥中重金属的形态分级，降低其生物有效性，减少生物体对污泥中重金属的吸收富集量。进一步开展机理研究发现：草炭可分解为水溶性和非水溶性两种产物，且两种分解产物的分配比例容易受环境pH等因素的影响，水溶性分解产物能抑制对Cu、Zn的吸附，而非水溶性产物则促进对Cu、Zn的吸附。因此，向猪粪中添加的草炭可能由于两种分解产物间的分配波动而影响其对猪粪中Cu、Zn的吸附，并最终影响蚯蚓对猪粪中Cu、Zn的吸收富集量。

本发明降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法为：

1、配制蚯蚓饲料：猪粪经20～40天腐熟处理，选用草炭作为调理剂，按质量比8～12％的比例将草炭添加到熟化猪粪中，混合均匀，并用去离子水调节含水率为75±2％。

2)选用不含有机质的蛭石作为环境基质装入饲养容器底部，利用去离子水调节含水率为75±2％，在蛭石表层铺设1/2圆面积的蚯蚓饲料，进行温室(25±2℃)蚯蚓养殖。

其中，草炭和熟化猪粪的质量比优选10％。

选用不含有机质的蛭石作为蚯蚓养殖的环境基质，是为确保蚯蚓在培养过程中只摄入富含有机质的猪粪混合物，且75±2％的含水率均是通过天平称重法计算所得。

实施例1：

配制蚯蚓饲料：猪粪经20～40天腐熟处理，选用草炭作为调理剂，分别按质量比0％、5％、10％、15％的比例将草炭添加到熟化猪粪中，混合均匀，并用去离子水调节含水率为75±2％。选用不含有机质的蛭石作为环境基质装入饲养容器底部，利用去离子水调节含水率为75±2％，在蛭石表层铺设1/2圆面积的蚯蚓饲料，进行温室(25±2℃)蚯蚓养殖。

养殖时间持续28d，每4d采集桶内蚯蚓，每次取样规模为8条/桶，测定蚯蚓体内Cu、Zn浓度。

蚯蚓体内重金属Cu、Zn浓度的测定方法如下：将采集的蚯蚓先用去离子水清洗干净，然后转移入铺设有过滤纸的容器内，置于黑暗处饥饿48h，期间每12h换一次过滤纸，促使蚯蚓肠道内的剩余物质被完全排空，之后再经冷冻干燥，碾磨后准确称取1.0000±0.0005g样品装入50mL聚四氟乙烯坩埚，添加HF、HNO₃和HClO₄(体积比为2∶1∶1)三酸溶液20mL，进行消化处理，待消化液澄清透明后用2mol/L HCl定容于50mL容量瓶中。采用火焰原子吸收光谱仪进行测定。如图1所示，应用本发明的方法，可以极大地降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集；尤其当草炭和熟化猪粪的质量比为10％时，效果尤其明显。

Claims

1.一种降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配制蚯蚓饲料：猪粪经20～40天腐熟处理，选用草炭作为调理剂，按质量比8～12％的比例将草炭添加到熟化猪粪中，混合均匀，并用去离子水调节含水率为75±2％。

2.根据权利要求1所述降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法，其特征在于，所述草炭和熟化猪粪的质量比优选10％。

3.根据权利要求1所述降低蚯蚓对猪粪中重金属Cu、Zn吸收富集的调控方法，其特征在于，所述室温为25±2℃。