譚紅云++劉熙然++苻其登++湯聰++周清清++尹芳++張無敵

摘要 以新鮮大白菜為原料，采用批量式中溫全混合沼氣發(fā)酵裝置，投料量400 mL，恒溫30 ℃，添加不同梯度量的辛硫磷。經(jīng)過2次試驗，結(jié)果表明：第1次15 d發(fā)酵周期，添加1 mL及以上的辛硫磷抑制產(chǎn)氣明顯；第2次經(jīng)過39 d發(fā)酵周期，添加≤0.3 mL辛硫磷的試驗組產(chǎn)氣良好，而添加0.5 mL辛硫磷的試驗組抑制產(chǎn)氣，得到辛硫磷抑制大白菜厭氧消化產(chǎn)沼氣的抑制點在0.3～0.5 mL之間。

關(guān)鍵詞 辛硫磷；大白菜；厭氧消化；產(chǎn)沼氣；影響

中圖分類號 TQ450.263；S634.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）24-0122-02

辛硫磷（phoxim）是一種高效、低毒、低殘留、廣譜性殺蟲劑，具有較強的觸殺和胃毒作用，無內(nèi)吸作用，主要用于防治蠐螬、螻蛄等地下害蟲和多種鱗翅目害蟲的幼蟲，同時對蟲卵也有一定的殺傷作用[1-2]，是我國使用最廣的有機磷農(nóng)藥之一[3-4]。這種高毒農(nóng)藥品種的高頻率使用，使環(huán)境治理難度大大加深。其特點是化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，自然界易分解，生物體內(nèi)易分解，在食用作物中殘留時間短。但是容易在植物性食品，尤其是水果蔬菜中殘留，殘留時間長。殘留在瓜果蔬菜、動物體內(nèi)的辛硫磷，可能會以果蔬廢棄殘體、畜禽糞便排泄物的形式排放到周邊環(huán)境，將這些來源的廢棄物進行集中收集、厭氧消化處理，可有效減少農(nóng)藥殘留對環(huán)境的污染，同時還可以研究農(nóng)藥殘留對厭氧消化產(chǎn)沼氣的影響。

大白菜是日常生活中食用的主要蔬菜之一，有文獻指出各種糖類在大部分廢棄蔬菜中的總含量達到70%以上。有關(guān)大白菜厭氧消化產(chǎn)甲烷的試驗研究表明，廢棄蔬菜具備厭氧消化產(chǎn)沼氣的潛力[5]。本文研究辛硫磷對大白菜廢棄殘渣產(chǎn)沼氣的影響，以期為研究厭氧消化對辛硫磷的降解奠定理論基礎(chǔ)[6]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用40%辛硫磷乳油；發(fā)酵原料為白菜，來自昆明市呈貢區(qū)云南師范大學(xué)附近的柏芝營菜市場；接種物取自昆明周邊郊區(qū)畜禽場的糞便，實驗室已將其馴化良好。試驗之前已測定白菜的總固體（TS）含量為4.23%，揮發(fā)性有機物（VS）含量為16.71%；接種物的總固體（TS）含量為10.03%。揮發(fā)性有機物（VS）含量為36.30%。pH值為7左右。

1.2 試驗裝置

采用全混合批量發(fā)酵裝置進行30 ℃中溫厭氧消化試驗，裝置如圖1所示。反應(yīng)裝置為試驗厭氧消化單元，錐形瓶和計量瓶為排水法集氣單元，沼氣通過導(dǎo)氣管進入錐形瓶，采用排水法在計量瓶中讀取沼氣的產(chǎn)生量。此外，實驗室還將設(shè)置為30 ℃的控溫棒放入水浴鍋中，保持試驗過程中溫度恒定不變[7-8]。

1.3 試驗方法

試驗主要用控制變量法、平行對照法來研究?？偼读狭?00 mL，2次試驗各物料添加量如表1所示。

恒溫30 ℃，第1次試驗設(shè)置1個沒有添加辛硫磷的對照組和辛硫磷添加量梯度為1、3、5、 7、 10 mL 5個試驗組，第2次試驗設(shè)置辛硫磷添加量梯度為0.05、0.10、 0.30、 0.50 mL 4個試驗組、1個對照組和1個只加接種物和沼液的空白組，每次試驗共6個小組，每小組設(shè)3個平行，記錄產(chǎn)氣量，用氣象色譜儀測出氣體甲烷含量[9-10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)氣量分析

在30 ℃厭氧消化條件下，從試驗進料第2天開始，每天定時記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，直到基本不產(chǎn)氣為止，為每次試驗的試驗周期。得到第1次試驗周期為15 d，第2次試驗周期為39 d。根據(jù)試驗周期的產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)記錄情況，認真繪制出添加不同濃度辛硫磷的大白菜厭氧消化產(chǎn)沼氣產(chǎn)氣量的曲線，分析添加不同濃度辛硫磷對大白菜厭氧消化的影響。

從圖2可以看出，在第1次試驗過程中，對照組的產(chǎn)氣量明顯高于試驗組。5組試驗組中，產(chǎn)氣量隨著辛硫磷添加量的增加而減少，并且在試驗組基本停止產(chǎn)氣的時候，對照組仍在產(chǎn)氣。

從圖3可以看出，在第2次試驗過程中，前3 d 6組產(chǎn)氣量沒有明顯的差別。從第 4天開始曲線I的縱坐標變?yōu)?，添加0.5 mL辛硫磷的試驗組停止產(chǎn)氣，中間經(jīng)過15 d后又恢復(fù)產(chǎn)氣，產(chǎn)氣量曲線波動與其他幾組無異。到第39天6組試驗基本停止產(chǎn)氣。

2.2 甲烷含量分析

試驗期間，每隔3～4 d用氣象色譜儀測1次甲烷含量，直到每組產(chǎn)氣量小于20 mL。第1次試驗總共測了3次甲烷含量，從圖4可以看出，CK組的甲烷含量一次比一次明顯增多，最高一次甲烷含量接近50%。其他組沒有甲烷含量或是因為產(chǎn)氣量低于20 mL，沒有測甲烷含量。

從圖5可以看出，CK1、CK2、F、G、H的甲烷含量在20%～85%之間波動，各曲線的波動近似，只有加0.5 mL辛硫磷的曲線I前3次測得沒有甲烷含量，中間停止產(chǎn)氣沒有測甲烷含量，后2次測得甲烷含量與其他組相近。

結(jié)合圖2和圖4可得出第1次試驗對照組（CK）的產(chǎn)氣量和甲烷含量明顯高于試驗組，對照組（CK）還在繼續(xù)產(chǎn)氣時，試驗組產(chǎn)氣已基本停止，致使試驗周期相對比較短。得出第1次試驗添加的辛硫磷濃度從1 mL到10 mL對大白菜厭氧消化產(chǎn)沼氣抑制較為明顯，并且隨著辛硫磷濃度的增加，抑制產(chǎn)氣加強。

在分析第1次試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，第2次試驗減少了辛硫磷的添加量，并增加了1個空白組。從圖3和圖5可以看出前5組試驗產(chǎn)氣量和甲烷含量波動范圍差別不大。只有添加0.5 mL辛硫磷的處理，在前3 d雖然產(chǎn)氣正常，但是所產(chǎn)生的氣體沒有甲烷含量，中間15 d抑制產(chǎn)氣，15 d過后產(chǎn)氣開始，甲烷含量也同時恢復(fù)正常。

根據(jù)2次試驗的結(jié)果分析，可以得到辛硫磷的添加量≤0.3 mL時，白菜厭氧消化產(chǎn)氣良好。當辛硫磷的添加量≥0.5 mL時，對白菜厭氧消化產(chǎn)沼氣抑制作用明顯。初步得到辛硫磷抑制白菜厭氧消化產(chǎn)沼氣的抑制點在0.3～0.5 mL之間。

3 結(jié)論

以新鮮大白菜為原料，采用批量式中溫全混合沼氣發(fā)酵裝置，得出辛硫磷對白菜厭氧消化產(chǎn)沼氣的影響規(guī)律，結(jié)果表明辛硫磷抑制沼氣發(fā)酵的抑制點在0.3～0.5 mL之間。

4 參考文獻

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