王軍一,周 磊,張 靜,王慶華,諸葛青,李家倫,王月靜,劉瑋孟*
(1.臨沂市畜牧站,山東 臨沂 276000 ;2.羅莊區(qū)畜牧局,山東 臨沂 276017;3.臨沂市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心, 山東 臨沂 276000)
發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料重金屬元素累積特性分析
王軍一1,周 磊1,張 靜2,王慶華1,諸葛青3,李家倫1,王月靜1,劉瑋孟3*
(1.臨沂市畜牧站,山東 臨沂 276000 ;2.羅莊區(qū)畜牧局,山東 臨沂 276017;3.臨沂市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心, 山東 臨沂 276000)
對發(fā)酵床養(yǎng)豬模式下,在不同使用時(shí)間(0 d、1年、2年)的發(fā)酵床墊料中墊料重金屬組分進(jìn)行了監(jiān)測,探索分析其變化和沉積規(guī)律。結(jié)果表明,隨墊料使用時(shí)間的延長,重金屬銅、鋅、砷、鉛、鉻的含量均顯著增加(P<0.01);墊料使用2年后銅、鋅、砷、鉛、鉻等重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi),其中鋅元素的增加量明顯高于銅,砷、鉛、鉻的含量分別為18.7 mg/kg、1.98 mg/kg、0.2 mg/kg。
發(fā)酵床;墊料;重金屬;沉積規(guī)律
發(fā)酵床養(yǎng)豬,又稱為“生物環(huán)保養(yǎng)豬法”,主要是利用鋸末、稻殼、花生殼等材料混合一定數(shù)量的益生菌,堆積發(fā)酵而成。發(fā)酵床通過充分降解糞便,進(jìn)而降低了養(yǎng)殖舍內(nèi)有害氣體濃度,達(dá)到減少養(yǎng)殖污染排放的目的。 豬糞尿通過益生菌的發(fā)酵分解和轉(zhuǎn)化后,最終達(dá)到無臭、無味、無害化的目的,是一種低排放、無污染的環(huán)保養(yǎng)豬技術(shù)[1]。但是有報(bào)道稱發(fā)酵床養(yǎng)豬法,排放的豬糞尿會(huì)被高濃度濃縮,沉積在發(fā)酵床墊料中;同時(shí)認(rèn)為飼料中添加的銅、鋅等元素在發(fā)酵床里超濃縮富集后,一次性地排放到某一特定環(huán)境中,會(huì)造成很大的危害;以及墊料作為肥料使用是否會(huì)造成二次污染[2-4]。因此,針對這些問題,本試驗(yàn)通過監(jiān)測發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中重金屬元素(銅、鋅、鎘、鉛、砷)含量的變化,探明墊料中這些元素的累積情況,以期為墊料的資源化合理利用提供依據(jù)。
1.1?樣品采集
樣品采集地點(diǎn)為臨沂費(fèi)縣睿農(nóng)農(nóng)牧有限公司養(yǎng)殖場,分別采取使用0 d、1年、2年的墊料500 g,每欄發(fā)酵床內(nèi)均取3點(diǎn),分別為干燥區(qū)、糞便集中排泄區(qū)以及飲水區(qū),使用土鉆在墊料層20 cm處取樣,裝于自封袋內(nèi),貯存?zhèn)溆谩?/p>
1.2?測定方法
墊料中銅、鋅、鉛、鎘含量采用感應(yīng)耦合等離子體測定,砷含量采用原子熒光分光光度計(jì)測定。以上重金屬檢測時(shí)分別取適量樣品分解液稀釋到標(biāo)準(zhǔn)曲線內(nèi)再測定其含量。
1.3?數(shù)據(jù)分析
所有數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用SAS(6.12)的一般線性模型(GLM)對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,各處理組間的平均值比較采用Duncan多重比較進(jìn)行分析,(P<0.05)認(rèn)為差異顯著。
2.1??發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中銅、鋅等礦物質(zhì)元素含量變化
不同發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中銅、鋅礦物質(zhì)元素含量變化結(jié)果見圖1、圖2。隨著飼養(yǎng)天數(shù)的增加,墊料中銅、鋅的含量逐漸增加。使用1年和2年后,墊料中銅含量分別為71 mg/kg、180.3 mg/ kg,而鋅含量分別為162 mg/kg、371 mg/kg左右,Zn的增加量幅度要明顯高于Cu,在使用不同時(shí)間段發(fā)酵床重金屬Cu、Zn含量差異極顯著(P<0.01)。
2.2??發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中重金屬元素As、Pb、Cd含量變化
不同使用時(shí)間發(fā)酵床墊料中As、Pb、Cd含量分別如圖3、圖4、圖5。發(fā)酵床使用隨著時(shí)間的延長,As、Pb、Cd均表現(xiàn)出逐年積累的趨勢,并且差異極顯著(P<0.01)。使用2年后As、Pb、Cd的含量分別為18.7 mg/kg、1.98 mg/kg、0.2 mg/kg。
發(fā)酵床養(yǎng)豬模式在一定程度上能夠解決畜禽養(yǎng)殖污染難題,但是長期以來,人們一直關(guān)注發(fā)酵床墊料重金屬的污染問題[5-6],不同使用時(shí)間的發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中重金屬元素含量的監(jiān)測結(jié)果表明,使用2年的墊料中鎘、銅、砷、鋅、鉛含量均高于使用1年的墊料,這一結(jié)果說明銅、鋅、鎘、砷、鉛等元素在墊料內(nèi)存在富集現(xiàn)象。但參照農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 4284—84) 以及城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 8172—87)[7-8],使用2年的養(yǎng)豬發(fā)酵床墊料中銅、鋅、鎘、砷、鉛等重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi)。
圖1 墊料中Cu元素含量的變化
圖2 墊料中Zn元素含量的變化
圖3 墊料中As元素含量的變化
圖4 墊料中Pb元素含量的變化
圖5 墊料中Cd元素含量的變化
本研究發(fā)現(xiàn),墊料中Zn元素的富集量要明顯高于Cu元素的富集量,砷元素的富集量要遠(yuǎn)高于鉛和鉻。Cu、Zn含量在使用2年后分別達(dá)到180.3 mg/kg和371 mg/kg ,這可能是由于飼料中Cu、Zn的添加量高于生長育肥豬日糧中Cu、Zn的正常需要量,導(dǎo)致生長育肥豬糞便排泄物中Cu、Zn含量過高,而墊料中益生菌無法轉(zhuǎn)化或者去除這些重金屬元素。飼料中過量的Cu、Zn雖然能促進(jìn)豬的生長發(fā)育,但含量過高時(shí)也反過來進(jìn)一步抑制微量元素自身的消化吸收,加速了金屬元素的富集[9]。本研究結(jié)果與張霞[10]等(2011)使用2年及7年的養(yǎng)豬發(fā)酵床墊料,發(fā)現(xiàn)砷、鋅、鉛、鎘、鎳、鉻、銅等元素在墊料內(nèi)確實(shí)存在累積現(xiàn)象,但是重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi)相一致。目前,對發(fā)酵床墊料重金屬殘留的相關(guān)研究報(bào)道較少。重金屬殘留與飲水、飼料、墊料、豬的飼養(yǎng)數(shù)量及密度等之間的相關(guān)性,發(fā)酵床使用更長的時(shí)間,特別是墊料中銅、鋅、砷元素重金屬富集量是否存在環(huán)境污染等生物安全問題以及墊料能否直接作為有機(jī)肥使用,還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
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2014-07-15)
山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系生豬產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)